У студентов физических специальностей есть особое развлечение — турнир физиков. Его участники должны творчески решить несколько задач и определить победителя в ходе физических боев, которые похожи одновременно на конференцию и защиту диссертации.
Вообще-то студенческий турнир физиков произошел от аналогичного мероприятия для школьников — Турнира юных физиков. Однако в школе автор текста не принимал участие в этом соревновании.
участвуют в соревновании из-за интересных задач, а еще для того, чтобы уже на первых курсах университета приобрести исследовательские навыки, которые пригодятся в будущей научной работе — тем более, что в некоторых случаях качественно решенная задача может превратиться в публикацию в рецензируемом журнале.
Я трижды участвовал в турнире, будучи студентом, два раза доходил до финала внутри России, а затем дважды руководил командами. И поскольку я очень люблю это мероприятие, то хочу рассказать читателям N + 1, как оно устроено.
Турнирные задачи: от гидродинамики до физики элементарных частиц
Турнир начинается с того, что каждый год примерно в конце лета международный оргкомитет публикует 17 задач разного уровня сложности из разных областей — от гидродинамики до физики элементарных частиц. Они выбираются голосованием из более чем 50 претендентов шорт-листа — задачу может предложить любой.
В отличие от олимпиад, задачи сформулированы как открытые проблемы, которые иногда допускают некоторую вольность трактовки и не имеют единственного верного ответа. Не зря одна из самых часто встречающихся фраз в задачах это «исследуйте явление», то есть глубина и широта решения ограничена исключительно фантазией студентов. При этом каждая задача подразумевает как теоретическое, так и экспериментальное исследование: большинство проблем подобраны так, чтобы эксперимент можно было поставить в учебной лаборатории или даже на кухне — не нужно иметь доступ к БАК, чтобы найти решение.
Чтобы лучше понять, какими бывают задачи на турнире, давайте подробнее посмотрим на задачи сезона 2025-2026-го года, которые лично мне понравились больше всего. Например, одна из них была посвящена концепции демона Максвелла. Она известна физикам с XIX века, а о ее механической реализации рассказал Ричард Фейнман в своих знаменитых лекциях — обо всем этом мы подробно писали в материале «Работай, черт». Студенты должны были найти новые грани этой фундаментальной идеи и реализовать демона Максвелла одним из множества механических способов, максимизировать его скорость и эффективность, а также проверить, сможет ли собранное устройство совершать работу, подобно стандартному двигателю.
Авторы еще одной задачи вдохновились мюонографией — технологией, предложенной физиками относительно недавно. Она использует поглощение и рассеяние мюонов из космических лучей для реконструкции трехмерной структуры здания. Новый вид томографии взяли на вооружение археологи. А студентам предложили разработать похожий метод, который позволил бы определить количество этажей в здании с помощью элементарных частиц, приходящих из космоса.
Главным объектом исследования в задаче может быть и вполне обыденное явление — скажем, бутылка, из которой с характерным бульканьем выходит жидкость. Физики уже выяснили, что бутылки с мягкими стенками булькают реже, но опустевают быстрее. А учитывая то, сколько еще параметров (например, вязкость жидкости и геометрия горлышка) содержит такая простая система, булькающая бутылка стала содержательной с физической точки зрения вещью.
В этом году была еще одна задача, в которой требовалось исследовать явление на стыке акустики и гидродинамики: дело в том, что вода издает различные звуки в зависимости от того, как именно по ней ударили твердым телом. При этом вклад в акустические волны вносят и падающие после удара капли — эту часть эффекта уже изучили британские физики, а участники турнира должны были собрать остальные части головоломки.
Наконец, какая жидкость одна из самых любимых у физиков? Разумеется, пиво. Мы уже писали, как ученые разобрались с танцем арахиса в пенном напитке, посчитали пузырьки в бокале и выяснили, что постукивание по банке не защищает от вспенивания. А студенты-физики должны были разобраться в динамике пивной пены после наливания, чтобы не отставать от своих старших коллег — достойная задача на стыке гидродинамики и физхимии.
После того как задачи, над которыми исследователи работают и сегодня, опубликованы, можно приступить к решению. И тут снова есть пара нюансов, которые отличают турнир физиков от обычной олимпиады. Во-первых, для победы не нужно решать все 17 задач, поскольку на соревновании действует система отказов: пять задач можно пропустить без штрафа, а дальше все зависит от выбранной тактики и некоторого количества удачи. Во-вторых, турнир — командное состязание (максимальное разрешенное число игроков составляет шесть человек), что роднит его с хакатонами. Однако, в отличие от большинства хакатонов, на решение задач вместо пары суток дается несколько месяцев.
Обсуждение задач: физический бой и его правила
Когда отведенный на решение задач срок истекает, команды приезжают в место проведения турнира. В России это всегда один из технических вузов — например, в сезоне 2025-2026-го года турнир прошел в НИЯУ МИФИ.
Чтобы качественно поговорить о физике и определить самые сильные команды, обсуждение задач проводят в формате физического боя. После жеребьевки объявляются три команды: докладчик, оппонент и рецензент. Затем команда оппонента выбирает, какую задачу они хотят обсудить, а команда докладчика может этот вызов принять или отклонить.
Если отклонить вызов больше пяти раз, то команда докладчика получает штраф к своему коэффициенту. Изначально у всех команд он равен трем, но каждый штраф уменьшает коэффициент на 0,2. После доклада баллы докладчика умножаются на получившееся с учетом штрафов число. И разумеется, низкий коэффициент существенно уменьшает шансы команды попасть в финал. Однако мой опыт в качестве руководителя в 2025-2026-м году показал, что даже с рекордно низким коэффициентом 2,2, полученным уже во время второго отборочного боя из четырех, можно обойти других претендентов.
Когда задача выбрана, один или несколько игроков из команды докладчика рассказывают ее решение в формате презентации с ограниченными временными рамками (около 10 минут). После в дело вступает оппонент. Его главная цель — продвинуть (углубить и расширить) решение докладчика: не раскритиковать в пух и прах, а найти точки, работа над которыми существенно улучшит исследование. Разумеется, докладчик может не согласиться с идеями оппонента — студенты находят истину в ходе дискуссии.
Затем на сцену выходит рецензент. Он должен еще раз подытожить позиции команд для членов жюри и сторонних наблюдателей, а также промодерировать дальнейшую дискуссию между докладчиком и оппонентом.
В дальнейшем все участники получают оценки судей и ценные комментарии, а команды циклически меняются ролями. В рамках одного физического боя одна и та же команда успевает побывать в роли докладчика, оппонента и рецензента. Такие бои роднят турнир по формату с научными конференциями и традиционной процедурой защиты диссертации.
Сумма баллов, полученная по итогам финального боя среди трех или четырех лучших команд, безусловно, важна, поскольку победители едут на
За 17 турниров команды российских студентов четыре раза выигрывали состязание и два раза забирали серебряные медали.
. Однако у турнира есть еще одна интересная составляющая: как исследование студентов-участников иногда приводит к значимому научному результату и публикации в рецензируемом журнале.
После турнира: от решения задачи до публикации статьи
Среди задач сезона 2017-2018-го года была проблема, посвященная так называемой балансирующей гальке — феномену, который можно увидеть зимой на ровных ледяных поверхностях (например, на озере Байкал): лед испаряется под небольшими камнями, оставляя очень тонкий ледяной пьедестал, на котором «балансирует» камешек. Согласно условию задачи, участники должны были воспроизвести явление, объяснить образование ледяной ножки, на которой стоит камень, и определить, от каких параметров зависит форма этой ножки.
Команда Политехнической школы из Парижа выяснила, что дзен-камни (второе название балансирующей гальки) появляются из-за неравномерной сублимации, поскольку в тени, отбрасываемой камнем, скорость испарения становится меньше — образуется характерная ножка изо льда. Результаты французских студентов-физиков оказались новыми для научного сообщества, поэтому участники турнира позже опубликовали статью, а мы написали об этом новость.
Участие в турнире — не единственный и не всегда быстрый путь к тому, чтобы начать заниматься наукой на младших курсах. Однако из всех доступных студентам способов он остается, пожалуй, самым необычным. Меня турнирное состязание не привело к какому-то значимому открытию и публикации статьи, но стало одним из основных факторов, заставивших связать жизнь с физикой в ее самых разных проявлениях — в том числе помогать новым поколениям студентов сражаться о физике.