Под Калининградом юные эйнштейны разбирались с биквадратным многочленом и изучали ДНК из печени и почек крысы

В Калининградской области в поселке Ушаково Гурьевского района — в центре развития одаренных детей — 15 июня завершилась Летняя физико-математическая школа для победителей школьных олимпиад.

За десять дней работы школы, с 6 по 15 июля, юные физики, математики, химики и биологи — 100 победителей школьных олимпиад регионального и всероссийского уровней — полностью погрузились в учебно-исследовательский процесс, а также встретились с известным знатоком Борисом Бурдой и известными математиками.

В этом году работа школы организована совместно с БФУ имени И. Канта, КГТУ и строилась по трем направлениям: математика, физика, естественные науки, прокомментировали в министерстве образования Калининградской области собкору В Калининграде. И продолжили:

— Участники смены, выбравшие своей стезей математику, в ходе лекций заведующего лабораторией «Математические методы защиты и обработки информации» БФУ Алексея Зайцева изучали доказательство теоремы Абеля, которая привела ребят к единственно верному выводу: для уравнения пятой степени общей формулы решения нет.

Отдельное место в работе юных математиков занимало решение задач олимпиадных и повышенного уровня, которые помогут школьникам не только добиться успехов в учебе и олимпиадах, но также дают возможность без вступительных испытаний поступить в годовую математическую школу БФУ для олимпиадников.

13 июля для юных последователей Абеля на территории центра развернулась настоящая битва — математическая. Чтобы вступить в сражение, ребятам предстояло решить задачи олимпиадного уровня: упростить иррациональное выражение, решить систему неравенств, тригонометрические уравнения и многое другое. По итогам набранных за время первого раунда баллов определялось количество «выстрелов» (ходов) по кораблю противника, которое команда могла сделать за игру.

Занимались юные математики и исследовательской работой. Так, одна из проектных групп занималась изучением теории Галуа. Эта теория считается современным доказательством теоремы Абеля, лекции по которой для участников математического направления школы читал Алексей Зайцев. А в ходе проектной работы ребята изучали вычисление группы Галуа биквадратного многочлена и исследовали ее свойства.

Также в рамках проектной работы участник школы Антон Новиков предложил гипотезу разгадки таинственной шифровки из Шаборо, возможно, указывающий на местоположение Святого Грааля. Юноша предположил, что загадочная надпись в виде букв OUOSVAVV, расположенных между двумя буквами D и M на памятнике в Великобритании, можно расшифровать порядковыми номера букв греческого алфавита, а в итоге получить координаты местонахождения Грааля. К слову, над расшифровкой этой загадки безуспешно трудились Чарльз Дарвин, Иосия Веджвуд, Чарльз Диккенс, однако и по сей день шифровка из Шаборо так и не разгадана.

А в лабораториях Химико-биологического института БФУ школьники, выбравшие своей стезей естественные науки, осваивали методы молекулярной биологии и определяли, какой способ выделения РНК наиболее эффективен. За время школы участники смены с помощью магнитных частиц выделяли ДНК, несколькими способами — РНК (с помощью колонок и по Хомчински), проводили обратную транскрипцию, чтобы из РНК вновь получить ДНК, а в финальной стадии сравнили эти методы. Так, на практике они выяснили, что наиболее эффективно с точки зрения доступности оборудования и затраченному времени выделять РНК с помощью колонок. А самим материалом для исследований служила ДНК, выделенная из печени и почек крысы.

Вторая группа ребят в лабораториях Химико-биологического института занималась исследованиями воздействия токсинов на клетки головного мозга крысы, так похожего на человеческий. Ребята в ходе работы над проектом проводили научные эксперименты, окрашивали митохондрии (клетки мозга), добавляли токсины, наблюдали за этим интереснейшим процессом, делали красочные снимки, а по итогам работы благодаря современному оборудованию даже получили изображение в 3D.

Кроме того, для участников естественнонаучного направления школы директор Химико-биологического института БФУ Максим Патрушев прочел курс лекций о современных нейро- и нанотехнологиях, а также перспективах развития естественных наук.

Не менее интересная программа ждала и юных физиков Летней физико-математической школы. Так, из курса лекций доцента КГТУ Юрия Резниченко они узнали ответы на вопросы: куда мы несемся, пока спим; как измерить массу в невесомости; где лучше выбрать место для строительства космодрома; почему воздушный шар не летает вверх ногами и многие другие.

Кроме того, школьники проводили опыты и эксперименты. С помощью простейших измерительных приборов старшеклассники определили скорость вылета пули из пневматического ружья. При этом в распоряжении проектной группы был самый минимум: песок, набранный на берегу Калининградского залива, пластиковая бутылка, линейка, подвес, три марки пулек и, конечно, само пневматическое ружье. Этот небольшой исследовательский арсенал помог ребята решить проектную задачу — провести сравнительное исследование зависимости энергии выстрела пневматического ружья от типа и веса пули. Конечно, рассчитать все это ребята смогли только, основываясь на законах физики. Например, в эксперименте наглядно был продемонстрирован метод баллистического маятника. То есть по углу отклонения бутылки при выстреле ребята, применив физические формулы, рассчитали скорость пули.

В течение Летней физико-математической школы под Калининградом ее участники получили возможность не только заниматься в лабораториях Химико-биологического института, в самом центре, но также разработали проект по усовершенствованию сквера на улице Тельмана в рамках IV молодежной ассамблеи породненных городов и городов-партнеров Калининграда.

Так, проектная группа по направлению «Математика», используя правило «Золотого сечения», определили оптимальные места расположения клумб, памятника, фонтана и скамеек. А юные эксперты-физики и экологи оценивали состояние шести улиц Калининграда, названных именами исторических личностей: Некрасова, Лермонтова, Лескова, Гофмана, Тельма и Грибоедова.

Определяя координаты местности с помощью датчиков GPS, радиационный фон и магнитные поля, физики отметили небольшие отклонения от нормы. «Однако они не слишком серьезны, а потому предпринимать что-то нет необходимости», — подчеркнула преподаватель центра, работавшая вместе с ребятами над проектом Светлана Плетенская. Экологи в рамках проведения полевых работ замеряли температуру воздуха в приземном слое и на высоте человеческого роста, содержание углекислого газа, атмосферное давление и уровень шума, и также не зафиксировали значимых отклонений от установленных норм на исследуемой территории. А работая над проектами, они успешно вписались в общий, международный проект ассамблеи «Великие личности и диалог культур».

Результаты своих научных изысканий участники Летней физмат школы представили 14 июля. Познакомиться с проектами юных исследователей в центр развития одаренных детей приехали свыше десятка представителей системы образования во главе с врио министра образования Калининградской области Светланой Трусеневой, а также ученые. В том числе экспертом итоговой конференции ЛФМШ-2015 выступил математик — профессор университета Французской Полинезии Алексей Зыкин, который отметил, что его очень порадовал блеск в глазах участников Летней физмат школы.

Кстати, чуть раньше, утром, 14 июля, Алексей Зыкин, а также профессор отделения прикладной математики и информатики НИУ-ВШЭ Григорий Кубатянский и профессор государственного университета аэрокосмического приборостроения из Санкт-Петербурга Сергей Беззатеев прочитали для участников школы блиц-лекции.

Алексей Зыкин рассказал ребятам об эллиптических кривых. Старшеклассники убедились, что алгебра и геометрия должны идти рука об руку, расширили знания о пифагоровой тройке, узнали, что такое эллиптические кривые и почему при их помощи возможно доказательство теоремы Ферма.

Григорий Кабатянский рассказал о криптографии, существовании такой науки как стеганография и двух ее основных направлениях. Проведенные лекции оставили неизгладимое впечатление у ребят не только потому, что они были очень информативными, но также потому, что сложный материал был изложен в доступной форме.

Другим ярким событием Летней физмат школы для старшеклассников стал визит в центр развития одаренных детей знаменитого знатока, трехкратного обладателя кубка «Хрустальная сова» клуба «Что? Где? Когда?», кулинара, барда и журналиста Бориса Бурды. Гость провел для участников смены авторскую игру «Что? Где? Когда?». А на встрече с подростками, сам того не подозревая, Борис Бурда описал основную цель Летней школы: «Главные наши успехи возникают, когда мы узнаем что-то новое, вычисляем это самостоятельно, находим ответ задачи, которого до этого не знали».

Кстати, на встрече с ребятами Борису Бурде приглянулись яркие салатовые очки, созданные школьниками на клубном пространстве «3D рисование», которые он не преминул тут же примерить.

Среди тех, кто проходил обучение в Летней физико-математической школе и Сергей Дьяченко из Севастополя. Он смог приехать в Калининградскую область благодаря договоренностям, достигнутым во время поездки представителей образовательных учреждений Калининградской области в Крым. Чтобы приехать в Калининград, олимпадникам из Севастополя нужно было решить математические задачи.

«Здесь очень насыщенная программа, — признался Сергей Дьяченко. — Но это хорошо: мозг постоянно работает. Мы тут получаем знания, благодаря которым наши возможности возрастают в разы. При этом преподаватели все очень доступно объясняют, даже высшую математику».