Победили «Пифагоры»

9 марта 2013 года я имел честь судить финал Всероссийского турнира юных физиков (ТЮФ). Финал выдался драматичным, и, так как я сам участвовал в турнире в 1991 году, а теперь уже неоднократно принимал участие в судействе, хотел бы поделиться своими впечатлениями.

ТЮФ — соревнование командное. В течение года пять школьников решают 17 задач, обязательно включающих в себя экспериментальное и теоретическое исследование какого-то физического процесса. Свое решение команды представляют на турнире в виде 12-минутного научного доклада, при этом команды-соперницы выступают в качестве оппонента, выбирающего задачу для докладчика, и рецензента, спорные вопросы решаются в формате дискуссии, и жюри оценивает выступления участников по 10-бальной шкале. Баллы, полученные за доклад, умножаются на 3, за оппонирование — на 2. Победители локальных турниров участвуют в региональных состязаниях, победители региональных — во Всероссийском ТЮФе, победители которого едут на Международный турнир.

В этом году Всероссийский турнир организовывал СУНЦ МГУ, а финал проходил в Центральной физической аудитории физического факультета МГУ. Состязались три команды: две — из московского и новосибирского СУНЦов, и одна — новосибирская команда школы «Пифагор».

Финал турнира традиционно проходит следующим образом: каждая команда выбирает сама задачу для доклада, а перед боем проходит жеребьевка, в каком порядке будут выступать команды и кто кому будет оппонировать, рецензии на финале нет.

Первым выпало докладывать школе «Пифагор». Ребята выбрали задачу «Карусель Гельмгольца»: «Закрепите новогодние елочные шары на раме карусели так, чтобы отверстия шаров лежали в горизонтальной плоскости. Карусель следует установить на опору, используя устройство с минимальным трением. При включении источника звука определенной частоты и интенсивности карусель начнет вращаться. Объясните этот эффект и подберите параметры, обеспечивающие максимальную скорость вращения карусели». Оппонировал им СУНЦ НГУ.

«Пифагор» представил эффектную презентацию, что для турнира последних лет уже стало стандартом, она была великолепно структурирована, включала в себя видеоэксперименты, а теоретическую часть предваряла историческая справка о первом подобном опыте. Выступлению предшествовала наглядная демонстрация изучаемого явления. Докладчик строго уложился в регламент. В общем всё это произвело на жюри положительное впечатление, и оппонент из СУНЦ НГУ был не в силах его как-то поколебать, так как оставался в канве доклада, указывая на мелкие недостатки. В итоге в среднем докладчик получил довольно высокую оценку, многие поставили 8 или 9 баллов. Одна беда: в докладе основной вопрос задачи был обойден вниманием, т.е. по сути физика явления была объяснена, но задача не была решена. Не было максимизации скорости вращения, не было и исследования зависимости от частоты звука.

Следующим докладывал СУНЦ НГУ, а оппонировал ему СУНЦ МГУ. Новосибирцы выбрали задачу «Пляшущий мяч»: «Если уронить мячик от настольного тенниса на пол, он подпрыгнет. Исследуйте этот процесс, если мячик наполнить жидкостью. Как характер соударения будет зависеть от количества жидкости в мяче и других существенных параметров?».

Докладчик также блеснул хорошей презентацией и хорошим чувством времени, произвел впечатление исследованием различных режимов поведения системы, лично я такое в задачах ТЮФа очень ценю. Но оппонент в корректной и доброжелательной форме не оставил от доклада и камня на камне: кроме качественного объяснения нет никакой параметризации задачи — ни варьируемые входные параметры не имели количественной оценки, ни снимаемый с экспериментальной установки результат, да и само качественное понимание процесса оставляло желать лучшего. Жюри в этот раз внимательней отнеслось к условиям задачи: было отмечено отклонение экспериментальной установки от заданной — дырка в шарике, через которую наливали воду и через которую кумулятивная струя уносила импульс. В итоге оппонент из СУНЦ МГУ получил балл выше, чем докладчик из Новосибирска.

Последним докладывал СУНЦ МГУ, оппонировала команда «Пифагора». Московские интернатовцы выбрали задачу «Солитон»: «На жесткой горизонтальной оси на равном расстоянии разместите ряд одинаковых маятников, могущих испытывать лишь свободное вращение вокруг оси, и свяжите маятники слабыми пружинками. Исследуйте распространение возмущения в такой цепи маятников. Найдите скорость волны, в том числе когда маятники испытывают полный оборот вокруг оси».

На мой взгляд, это был лучший доклад. Задача была выбрана самая сложная, что можно было ожидать — это же СУНЦ МГУ! Публике были продемонстрированы экспериментальная установка и ряд экспериментов в записи во время презентации. Все доступные для данной реализации экспериментальной установки режимы работы были исследованы, об оставшихся режимах упомянуто в теоретической части, которая потрясла мое отвыкшее от математических крокодилов воображение, и я откровенно не поспевал за докладчиком, который к тому же несколько торопился.

Измерения были представлены с правильно отображенными на графиках ошибками, что не всегда умеют делать и студенты, теоретические графики попадали в ошибки, в общем всё было замечательно. Правда, объем самой работы и увлеченность матаппаратом не дали возможности докладчику сделать свой доклад понятным и уложиться в регламент, и, более того, всё это дало замечательную возможность для оппонента завязать дискуссию, которую весь зал и жюри очень внимательно и напряженно слушали, невзирая уже ни на какие регламенты. Это была по-настоящему интересная дискуссия, и оппонент из школы «Пифагор» смог продемонстрировать феноменальное понимание физики процесса, несмотря на сложность задачи. За что оба участника и получили максимальные оценки на этом соревновании, причем оценки оппонента были даже чуть выше.

В итоге с перевесом в 0,2 балла турнир выиграла команда «Пифагор» из Новосибирска. 0,2 балла — это порядок ошибки подсчета итоговых баллов по принятой методике округления результатов. Но победа эта — честная. СУНЦ МГУ обязан обыгрывать наголову, а энтузиазм и хорошая подготовка школы «Пифагор» должны быть поощрены спортивной удачей, которая им явно в этот раз улыбнулась.

Что хотелось бы пожелать на будущее? Организаторам необходимо разработать памятку для членов жюри о том, как производить оценку, на что обращать внимание, что важно, а что не важно. Это будет полезно и для участников -им проще будет структурировать и свою работу, и свой доклад; это будет полезно и для профессоров в жюри, а то они иногда чувствовали себя как на экзамене у студентов по профильному предмету, что не соответствует формату турнира. Говорят, на международных турнирах такая памятка есть, ее можно попробовать просто перевести.

Рационально было бы вернуть в финал турнира рецензирование — нужно дать возможность третьей команде прокомментировать выступление соперниц и повлиять на оценки жюри, резюмировав дискуссию оппонентов. В свою очередь командам требуется более ответственно подходить к финалу, помнить, что это — игра, а не научный доклад, здесь идет счет на очки. На финал надо выбирать такую задачу, которую очень сложно оппонировать, не надо дарить противнику лишние баллы. Это не обязательно должна быть эмпирическая задача, но она должна иметь наиболее полное решение, и нужно быть уверенным в физической интерпретации процессов. В целом же — праздник удался! Новосибирцам — удачи на международном турнире!