Операция «Левитация»

На снимке: команда Гимназии им. Пушковых «БОГИ» представляет проект «Поляризация света»

На шестой год физический марафон по-прежнему проходит в ДШИ им. Глинки, команд-участниц набралось целых семь — по пять из школ Троицка (это все общеобразовательные учреждения, кроме Начальной, православной и коррекционной школ), и две — из других городов.

В 2010-м году это была удачная идея, пришедшая в голову тогдашнему мэру Виктору Сидневу. Ему, как знатоку, самое подходящее дело — устраивать интеллектуальные игры в родном городе. Другой источник — всемирная интеллектуальная игра «Одиссея разума», в которой, как сказал глава города Дудочкин в приветственной речи, активно участвовали троицкие школьники лет 25 назад. Так или иначе, на троицкой почве идея просто интеллектуальной игры получила развитие благодаря директору Дома Ученых Ларисе Коневских. Она предложила: пусть дети творят не просто так, а с пользой — создают физические приборы, которые потом станут экспонатами троицкого музея «Физическая кунсткамера». Так и решили. А вторая ключевая идея игры — это сотрудничество школ с троицкими институтами. К нынешнему времени сложились уже устойчивые союзы — так, Гимназия им. Пушкова сотрудничает с ЦФП ИОФ РАН, просто Гимназия — с ИСАН, Лицей — с ТИСНУМом, школа №2 — с ИЯИ. Ведь далеко не все затеи можно выполнить на базе кабинетов труда, да и интеллектуальная помощь старших коллег очень важна.

За шесть лет конкурс лишь чуть-чуть перешагнул за пределы Троицка. В город приезжают в основном делегации таких же наукоградов — на этот раз это Дубна и Обнинск, раньше были еще Пущино, Жуковский и просто соседи из града Московского. Сама же Москва остается в стороне. Своих игр хватает. Но для троицких школьников «Шаг в науку» — одно из событий года. К нему готовятся еще с осени, с первого оргсобрания в Доме ученых: собираются команды, определяются с задачей. Кто не в команде — тот переживает за друзей. Вот и сейчас в зале Глинки нет свободных мест, стоят и в проходах («Ничего, умнутся», — успокаивает опытная Ксения Дюкова)... Сверху по центру расположилось жюри — Сергей Коневских (директор «Физической кунсткамеры»), Александр Зайцев (зав. сектором ИЗМИРАН), Андрей Наумов (замдиректора ИСАН), Дмитрий Исаев (декан МГПУ) и «новенькая» Мария Григоренко («Байтик»). Прямо под ними — болельщики с транспарантами Гимназии. Дальше — конкурсанты. Их семь, у каждой команды своё название. Дубнинцы «ЭДС» вытянули первый номер, за ними «Звездный феникс» из Гимназии (пятой школы), обнинские «Повелители огня», «Сириус» — шестая школа, «Ньюштейны»-лицеисты, «НиКА» — вторая школа, и «БОГИ» (что значит Блистательные Организаторы Гениальной Идеи) из Гимназии им. Пушкова. А среди зрителей был свой конкурс — селфи-фотографий в «инстаграме». Забегая вперед — среди юзеров сперва лидировал vdudochkin, но его обогнала Аня Веденеева, набравшая аж 147 лайков!

Первым всегда трудно, а команда «ЭДС» поначалу просто растерялась — даже реквизит едва успела расставить. Их выступление — всего понемножку, от бардовских песен до школьных опытов с диском Максвелла и пушкой Гаусса и лекций об электромагнетизме, от которых хотелось спать совсем как от настоящих. Конденсаторы никак не хотели заряжаться, и даже проволочная петля всё падала с батарейки. «Лучше меньше, да лучше», — сказал то ли Лейбниц, то ли Леонардо, и с ними можно лишь согласиться. Полчаса вместо 15 минут — хорошо хоть пушка Гаусса в итоге выстрелила. «Послушайте нашу песню... Мы сами ее записали!» — сделали ребята глаза котиком и включили «фанеру» своего танца юных физиков.

У «Звездного феникса» декораций было еще больше, но расставили они их крайне оперативно, а сцена всё заполнялась и заполнялась, и в конце концов на ней оказался целый девичий хор! Нет, гуманитарный склад души не спрячешь, хоть и рассказывали юные актеры, что, мол, выросли и стали строителями. Не верю! Зато мост получился настоящий — собранный из брусочков без единого гвоздя, и девочка, что полегче, успешно по нему прошлась на глазах у почтенной публики. И модель гасителя колебаний, который устраняет опасные для моста резонансы, работает — хоть сейчас в «Кунсткамеру».

После них «Повелители огня» выставили ноутбук и некую продолговатую штуковину, подключенную к баллону с пропаном. Директор Лицея подбежал к жюри и начал что-то взволнованно говорить. Парни же лихо врубили «Мановар», поднесли зажигалку к трубе Рубенса (именно так оно называется) и показали, как играют язычки пламени в зависимости от поданного на вход звука. Чистый тон — стоячая волна, музыка — настоящая огненная пляска, правда, оказалось, что на тихую фортепианную классику труба реагирует интереснее, чем на тяжелый рок. Странно! Фокусу этому, конечно, сто лет в обед (вернее, 111, ведь придумал свою трубу немецкий физик Генрих Рубенс в 1904 году), но нравится само решение обнинцев отказаться от всевозможных песен и плясок в пользу чистой демонстрации опыта. Ведь сама физика и должна быть главным героем шоу, а ничего зрелищнее, чем огонь, природа еще не придумала. Другое дело, что ничего своего они в опыт не привнесли — а ведь если бы «Повелители» придумали, как сделать трюк безопаснее, заменив пламя чем-то еще, стали бы победителями.

Школа номер шесть, команда «Сириус», первые несколько минут вообще ничего не делали — зато с экрана обрушилась целая мешанина звуков, кадров и сюжетов. Здесь есть еще кто-нибудь, кроме меня, кто не знает, как выглядит Ургант и как его зовут? По крайней мере, теперь я увидел. Причем тут школа №6 и физика — сказать трудно, но хотя бы ясно, что физики с Сириуса научились монтировать видео. А еще — пользоваться 3D-принтером, чтобы сделать гиперболическую поверхность для механической модели движения альфа-частиц в опыте Резерфорда. Вторая модель — структура вещества в разных агрегатных состояниях, оказалась еще недоработанной. Поршни снизу двигались недостаточно быстро, то есть, в рамках модели, недостаточно разогревали «жидкость», чтобы она превратилась в «газ».

После демонстрации Сергей Коневских спросил ребят, какие есть в природе похожие модели. Они не нашлись, что ответить... Зыбучие пески — был его вариант. Могу предложить еще один — автомобильные пробки. От полностью перекрытой дороги — «твердого тела», к свободному движению — «газу».

«Ньюштейны» из Лицея — настоящие отличники этого конкурса. И шоу у них было — с Гарри Поттером в плаще, сделанном из черного мусорного пакета. И научное наполнение на уровне, и на вопросы они отвечали с пониманием, а вместо одного обещанного устройства сделали целых два. И оказались по-взрослому ответственны — когда стало ясно, что созданный ими прибор-ионолёт работает, но демонстрация может нести опасность из-за высокого напряжения, решили ограничиться лишь показом видео. Зато второй — с магнитной катушкой — поднимался в воздух на глазах у всех. Да, эффект магнитной левитации известен и уже вовсю используется в технике. А вот ионолёт — устройство пока лишь игрушечное, хотя связанное с ним явление, ионный ветер, тоже находит применение — но не земле, а в космосе. Именно сейчас аппарат NASA, использующий этот вид двигателя, подлетает к астероиду Церере...

«НиКА» (школа №2) начала с какой-то невнятной постановки на тему урока в школе. Школьники так увлеклись своей пьеской, что только вскользь рассказали о том, что, собственно, им удалось сделать. Или, вернее, на что они замахнулись. Пришлось искать уже потом в сети. Итак, где-то с год назад в Цюрихе, в швейцарской Высшей технической школе, был создан Cubli — кубик, способный стоять под углом, на одной грани и даже точке, благодаря системе гироскопов. Видео облетело всю сеть, и наши загорелись идеей повторить опыт. Троицкий кубик был даже оснащен очками а-ля памятник МНСу. Но задача оказалась сложна — слишком много высокоточных и дорогих решений использовали швейцарцы. Возможно, теперь, когда у «Физической кунсткамеры» есть свой фаблаб, доступный для участников «Шага в науку», кубик сможет заработать.

И Гимназия им. Пушкова под конец. «БОГИ» тоже увлеклись постановкой, но единственные вспомнили о том, что 2015 год объявлен годом света, рассказали о поляризации и показали несколько забавных, но громоздких опытов с источниками света, раствором сахара и поляризационными фильтрами, которые они сделали сами из пленки от ЖК-дисплеев. Они удачно изобразили разные виды поляризации, заставляя колебаться натянутую через сцену веревку, а под конец спели на «сплиновский» мотив будущий хит «Мое сердце полностью физике отдано», который совершенно растрогал Александра Зайцева, да и, наверное, всех находящихся в зале физиков.

Дальше жюри удаляется на совещание, а сцену занимает команда научного шоу «Арт-наука» — трое бравых молодцев в фирменных светлых балахонах. «С вами я — ученый Андрей», — заявил с ходу парень и обрушил на зал целый фейерверк опытов — с огнём, с водой и, преимущественно, с жидким азотом. По правде, науки в этом представлении было мало — если понимать под ней хотя бы минимальные объяснения того, «как это работает», новизны — тоже, а шоу — хоть отбавляй! Не хватало разве что дрессированных тигров... Огромный «ба-бах!» в бочке с азотом под конец, и представление окончено, а ведущий проверяет, целы ли барабанные перепонки.

Итак, результаты. Мудрое жюри предусмотрело по номинации для каждой из команд, так что никто не ушел с пустыми руками. Команда «Звездный Феникс» (Гимназия) получила диплом «За полезное»; «НиКА» (школа №2) — «За познавательность»; «Сириус» (школа №6) — «За творческий подход»; «БОГИ» (Гимназия им. Пушкова) — «За образовательный потенциал»; «Повелители огня» (Обнинск) — «За очевидное и невероятное»; «ЭДС» (Дубна) — «За научность». А повелителями стали «Ньюштейны» — так покорил публику, во-первых, созданный ими ионолёт, во-вторых, честное решение не показывать опасный опыт на публике.

«Мы работаем вместе с ТИСНУМом, наш научный руководитель все эти шесть лет — сотрудник института Алексей Усеинов. Если нужно продумать какие-то инженерные вещи, нужна помощь в мастерских института — это делается там. Если нужны идеи, расчеты, объяснения для ребят — это делают школы», — рассказывает учитель физики Лицея Диана Ивашкина.

«Вопросы безопасности в физике превыше всего, — подчеркивает она. — В прошлые годы мы видели, к сожалению, на сцене потенциально опасные ситуации. Это работа с огнем, с высоким напряжением, с механическими падениями. Такие вещи надо отрабатывать заранее. К примеру, у нас — горячие катушки, и мы много раз отрабатывали демонстрацию, чтобы не обжечься, чтобы всё было быстро, красиво и четко».

Секрет успеха команды — в том, что они смогли сделать глубокий по содержанию опыт еще и наглядным, совместить физику и шоу. «Это вообще наш подход, — соглашается Ивашкина. — Мы стараемся всегда объяснить явление, причем наиболее просто, не только ребятам, которые уже знакомы с явлением, а зрителям — с нуля. Им судить, насколько это получилось...»

Участник жюри, замдиректора ИСАНа Андрей Наумов рассказывает, что причиной успеха «Ньюштейнов» стала оригинальность их опыта, но и не только. «Как нам показалось, они глубже разобрались в вопросе, четче ответили вопросы, которые мы им задали. Это тонкий момент — дети на сцене волнуются, а надо задать им вопрос так, чтобы они четко ответили, и было понятно, понимают они эффект или нет...»

За те шесть лет, что проходит «Шаг в науку», конкурс заметно изменился, стал ярче и масштабнее. Однако в кулуарах не раз звучало мнение, что шоу на фестивале подменило саму науку, а об изначальных целях конкурса его участники стали понемногу забывать.

«Если зайдете в „Кунсткамеру“, увидите, что количество работающих приборов, сделанных на „Физическом марафоне“, не так уж велико. И это меня настораживает, — считает Наумов. — Я понимаю, почему так происходит. Люди гонятся за победой в конкурсе, а победа в конкурсе и прибор, который можно в музей поставить — немного разные вещи. И тут надо понять всё-таки, если мы делаем ориентир на музей, можно пойти по пути упрощения опыта, но чтобы вещь можно было выставить в музее».

«Это всё ясно, что подарили-то?» — мысленно спрашивает изголодавшийся за три часа зритель, которому только и перепало что пара зёрен замороженного в жидком азоте попкорна от «учёного Андрея». А вот — через приоткрытую дверь кафе видно — команды режут поздравительные тортики версии «Птичье молоко». Сладкое досталось всем, а главный приз, у «Ньюштейнов» — сертификат на 30 тысяч рублей; его можно потратить на поездку в любую точку Земного шара, по желанию и возможностям. Прошлые победители, например, съездили в Петербург. Новые — пока думают.

Владимир Импалер

См. фоторепортаж А. Тощевиковой