Учит находить скрытый порядок в хаосе и описывать все явления жизни однозначным образом: ученая-математик о роли науки в жизни

12 мая во всем мире отмечают День женщин в математике. В рубрике «Женщина в науке» научный сотрудник лаборатории математических проблем физики Санкт-Петербургского отделения Математического института имени В.А. Стеклова РАН, постдок Санкт-Петербургского международного математического института им. Л. Эйлера (консорциум СПбГУ и ПОМИ РАН), кандидат физико-математических наук Ольга Постнова рассказала о проекте, над которым сейчас работает, и о том, как математика позволяет описывать явления нашей жизни и создавать прорывные разработки, а также своим примером доказала, что сегодня женщина, если захочет, может добиться всех поставленных целей и построить карьеру в любой сфере.

— Расскажите, пожалуйста, какие исследования Вы сейчас ведете? Какие из них наиболее значимые?

— Наша научная группа работает над проектом «Явление предельной формы, интегрируемые системы и теория представлений». В рамках этого проекта, в частности, мы изучаем процесс образования детерминистических структур в системах, состоящих из большого числа случайных элементов (больших систем). Такие структуры называют предельными формами. Они представляют собой наиболее вероятные состояния большой системы. И вероятность любого другого состояния, макроскопически отстоящего от предельной формы, экспоненциально мала, а распределение состояний вблизи предельной формы также описывается детерминистическим законом. Сегодня подобные задачи изучаются в рамках бурно развивающегося направления математики, которое называется интегрируемая вероятность.

— Как эти исследования могут быть применены на практике?

— Методы интегрируемой вероятности применимы при анализе больших систем в широком спектре прикладных задач. В рамках этого направления исследуют так называемые модели роста (growth models), которые хорошо описывают, например, процессы роста клеток и размножения вирусов. Такая модель позволяет предсказать время заражения инфекционной болезнью или же развитие раковой опухоли. Другой тип моделей (q-Push-ASEP), основанный на описании случайных взаимодействий частиц, позволяет прогнозировать движение автомобилей на дорогах. Успехи в решении этих сугубо прикладных задач заложены в теоретической базе упомянутых моделей, которая стоится на основании общих математических теорий, таких как теория представлений алгебр Ли. Их развитие позволит не только усовершенствовать существующие модели, сделав их прогнозы более надежными, но и построить модели куда более сложных процессов, которые до сегодняшнего дня не поддавались строгому математическому описанию. Такой результат откроет горизонты для прогресса во многих отраслях вычислительной математики и теоретической физики.

— Как и почему Вы выбрали путь ученого? Сразу ли понимали, что пойдете в науку?

— Мои родители — оба ученые. Выбор научной профессии казался мне в детстве очевидным. Отец — доцент кафедры химии твердого тела СПбГУ, мать закончила кафедру математической лингвистики СПбГУ и работала в то время переводчиком. Конечно, в детстве я еще не знала, чем буду заниматься, но ответ на вопрос «Чем ты будешь заниматься после школы?» мне казался очевидным: дальше учиться. Я вообще считала, что жизнь начинается после защиты кандидатской диссертации и что самая достойная профессия — та, которая самая сложная. Поэтому, когда нужно было принимать решение, чем же все-таки заниматься, я выбрала те предметы, в которых я чувствовала, что смогу сказать что-то новое для родителей: это физико-математические науки и… китайский язык. Я поступила на физический факультет СПбГУ по олимпиаде еще зимой, а летом сдавала экзамены на восточный факультет. В тот год по конкурсу туда я не прошла, написала сочинение на четверку. Поэтому решено было остаться на физическом факультете, о чем я ничуть не жалею! Меня завораживала мысль о том, что можно построить единую теорию, описывающую наш мир в любых масштабах: от взаимодействий элементарных частиц до масштабов галактик. А чтобы проникнуть мыслью в эту науку на должном уровне, нужно быть еще и математиком. Так мое стремление добраться до сути вещей привело меня в математику.

— А китайский язык Вы изучать продолжили?

— После поступления на физический факультет я два года посещала курсы китайского языка на восточном факультете СПбГУ. Могу сказать, что для человека, привыкшего к европейским языкам, китайский язык сложен: в нем нет привычных нам частей речи, склонений, спряжений... Чтобы овладеть этим языком, надо начать с чистого листа, и это очень интересно! На старших курсах и в аспирантуре у меня был перерыв с китайским, но сейчас я возобновила его изучение. 

— Представляете ли Вы себя в другой профессии?

— В моей жизни есть одно сильное увлечение, почти вторая профессия — это лыжный спорт, которым я занимаюсь уже более 10 лет. Началось это как увлечение с первых курсов университета и постепенно стало играть большую роль в моей жизни. Первые пять лет мне приходилось буквально учиться тому, что дети узнают в спортивной школе. После семи лет занятий мне удалось выполнить норматив мастера спорта и войти в состав сборной Санкт-Петербурга по лыжным гонкам. Я часто задумываюсь о том, что бы произошло, если бы я начала заниматься спортом раньше, как бы сложилась моя судьба? Одно могу сказать точно: сейчас в моей жизни работа в науке и тренировки дополняют друг друга. У меня есть распорядок дня, который помогает мне многое успевать. Более того, я чувствую, что если возникает перегрузка на работе, то спорт помогает мне прийти в себя, и наоборот. Конечно, есть и трудности. Мой график не вполне сочетается с графиком моих коллег, которые нередко предпочитают работать по ночам. А я стараюсь раньше ложиться спать и случайно могу написать им в 6 утра! Но все уже привыкли к этому.

— Как выглядит Ваш день ученого? Что в Вашей работе самое интересное? Что самое сложное?

— В моей жизни ученого-математика есть два основных состояния. В первом я работаю со студентами, активно общаюсь с коллегами в институте, мы обсуждаем новые идеи на семинаре. Во втором состоянии я сижу дома в своей комнате, отключаюсь от окружающего мира и пишу. Самое интересное и одновременно самое сложное для меня — это умение соблюдать баланс и переключаться с одного состояния на другое. 

— Для людей, которые далеки от математики, она часто кажется какой-то параллельной Вселенной. Согласен ли с этим ученый-математик? Или, возможно, благодаря глубоким знаниям в этой области науки Вам становятся понятнее многие другие процессы и явления, которые не понятны обычному человеку?

— Галилео Галилею принадлежат слова: «Книга природы написана на языке математики». Эти слова не теряют своей актуальности уже более 400 лет. Норберт Винер, основоположник кибернетики, в  ХХ веке продолжил эту мысль следующим образом: «Высшее назначение математики как раз и состоит в том, чтобы находить скрытый порядок в хаосе, который нас окружает». Художник наблюдает окружающий нас мир и описывает его как сочетание форм, цветов и теней, музыкант — как сочетание звуков, ритмов, темпов и интонаций. Таких описаний имеется великое множество, и они никогда не перестанут создаваться и дополнять друг друга. Математик же описывает явления формальным и однозначным образом, на основе которого можно не только объяснять некоторые любопытные теории типа шести рукопожатий, но также создавать реальные технологические объекты, от хитроумной дорожной развязки до квантового компьютера.

— Сложнее ли женщинам в науке, чем мужчинам? Если да, то почему?

— А сложнее ли женщинам в других областях жизни? Например, в спорте? Известно, что долгое время женщинам запрещено было принимать участие в марафонах, они даже переодевались мужчинами и все равно выходили на старт, а бдительные судьи соревнований дисквалифицировали их. Но эти времена далеко позади как в спорте, так и в науке. Если у девушки есть желание шагнуть за рамки привычного, открыть в себе способности, бесстрашно развивать их, то она обязательно добьется своих целей.

На фото: Ольга с научным руководителем и коллегами