Лица МИФИ: Павел Колыхалов - учёный, который «поправил» трёх нобелевских лауреатов

Университет и его подразделения – это прежде всего люди: ученые, преподаватели, студенты. Расскажем немного о факультете бизнес-информатики и управления комплексными системами (ФБИУКС), и об одном его скромном «герое», получившем немаловажные научные результаты.

Факультет бизнес-информатики и управления комплексными системами (ФБИУКС) НИЯУ МИФИ — это центр компетенций в области системного анализа, цифровых платформ, искусственного интеллекта и управления сложными системами. Сегодня здесь готовят специалистов для цифровой экономики, но фундамент факультета — глубокая интеллектуальная традиция и работа с выдающимися исследователями. Обычно в таких рассказах вспоминают академиков РАН В.В. Ивантера и Б.Н.Порфирьева, членов-корреспондентов РАН Г.Б. Клейнера и Д.Е. Сорокина, которые в свое время были преподавателями факультета. Рядом с ними — профессор В.В. Харитонов, создатель Экономико-аналитического института, заведующий кафедрой А.И. Агеев. ФБИУКС — это действительно мощный научный центр. Но есть на ФБИУКС человек, чья работа напрямую связана с пересмотром классических результатов трёх великих физиков XX века — Вернера Гейзенберга, Льва Ландау и Субраманьяна Чандрасекара. Речь идёт о реальном преподавателе ФБИУКС, который до сих пор передаёт студентам понимание того, как мыслить глубже учебников.

Кто он и что он сделал?

Речь идёт о кандидате физико-математических наук, доценте кафедры № 83 ФБИУКС Павле Ивановиче Колыхалове. В 1980-х годах он занимался научными проблемами гидродинамической устойчивости. Интерес к осесимметричным и плоскопараллельным потокам родился из задач астрофизики и привёл к уточнению результатов, которые долгое время считались незыблемыми. Зародился этот интерес у молодого ученого после совместной работы и публикации с Яковом Борисовичем Зельдовичем и, по существу, под его влиянием. Яков Зельдович – знаменитый советский физик, трижды Герой Социалистического Труда, является одним из основателей НИЯУ МИФИ.

Три уточнения к выводам трёх нобелевских лауреатов

Вернер Гейзенберг (Нобелевская премия 1932 года, один из основателей квантовой механики) доказал устойчивость течения между двумя параллельными стенками (течение Куэтта) для несжимаемой жидкости и распространил этот вывод на сверхзвуковые течения газа. Однако Гейзенберг не учёл акустические моды, то есть устойчивые типы колебаний или стоячие волны, которые возникают в системе при её возбуждении.  В работах Павел Колыхалов показал, что при их включении картина меняется — течение может становиться неустойчивым.

Лев Ландау (Нобелевская премия 1962 года, один из самых ярких физиков СССР) утверждал, что сверхзвук подавляет неустойчивость Кельвина — Гельмгольца (гидродинамическую неустойчивость, которая возникает на границе раздела двух слоёв жидкости или газа, движущихся с разной скоростью)  и тем самым стабилизирует поток.  Но в работах Павла Колыхалова доказана, что сверхзвук не просто подавляет старые формы неустойчивости, а порождает новый механизм их возникновения — акустический. Там, где Ландау видел стабилизацию, при определённых условиях возникает новый тип возмущений.

Субраманьян Чандрасекар (Нобелевская премия 1983 года автор фундаментальных работ по строению и эволюции звёзд) в работе начала 80-х показал, что осесимметричное (то есть одинаковое во всех плоскостях, проходящих через ось симметрии) течение жидкости при определённых условиях устойчиво. Павел Колыхалов предъявил контрпример и доказал его неустойчивость. Утверждение Чандрасекара оказалось излишне общим.

Ключевой эффект: акустический резонанс

Павел Колыхалов обнаружил эффект: в сверхзвуковом потоке звуковая волна при отражении от критического слоя может не затухать, а усиливаться. Это приводит к неустойчивости нового типа — акустической. Там, где классическая газодинамика предсказывала устойчивость, работает новый механизм роста возмущений.

При чём здесь студенты и бизнес-информатика?

ФБИУКС готовит системных аналитиков, управленцев, специалистов в сфере бизнес-информатики. Физика — не наш профиль. Но интеллектуальный потенциал факультета определяется именно такими людьми.

Мы учим не просто работать с данными, а оспаривать авторитеты там, где этого требует логика и расчёт. Умение найти ту самую «моду возмущений», которую проглядел нобелевский лауреат, — качество, которое отличает выпускника ФБИУКС. Это живая демонстрация того, что у нас работают люди, видящие дальше общепринятых рамок.

От первого лица

Сам Павел Иванович считает, что сегодня важнее не открытие нового, а освоение того, что уже наработано, и внедрение этого в жизнь, промышленность и бизнес. Это то, на что ориентирован ФБИУКС: подготовка специалистов, способных превращать знания в реальные продукты и управленческие практики. И, видимо, не случайно он отдаёт много сил приёмной кампании. Потому что лучший способ внедрить подход в жизнь — найти и привести на факультет молодых людей, способных мыслить глубоко, системно и нешаблонно. Тех, кто поймёт: уточнить результат нобелевского лауреата — это не про физику. Это про готовность увидеть то, что другие пропустили. А это именно то качество, которое мы ценим в будущих студентах.