История кафедры

К началу восьмидесятых годов кафедра радиофизики сформировалась в качестве одного из ведущих учебно-научных подразделений физического факультета СГУ, обеспечивающего подготовку выпускников по специальности "Радиофизика и электроника". Преподаватели кафедры постоянно совершенствовали методику чтения и содержание общих и специальных курсов лекций, активно используя результаты научных исследований, проводимых в лабораториях кафедры и НИИ механики и физики при СГУ. В соответствии с замыслом основателя кафедры профессора В.И. Калинина общими лекционными курсами оставались такие фундаментальные дисциплины, как "Теоретические основы радиоэлектроники", "Теория нелинейных колебаний", "Электродинамика СВЧ", "Излучение и распространение радиоволн" и "Статистическая радиофизика и теория информации". Последний из упомянутых общих курсов лекций был разработан доцентом В.С. Анищенко. Научной базой для постановки этого курса послужили работы группы доцента А.И. Штырова в области исследований флуктуаций в нелинейных системах, проводимых в НИИ механики и физики.

Спустя 50 лет приходится лишь удивляться и восхищаться дальновидностью и глубиной понимания фундаментальных основ радиофизики, которые были сформулированы В.И. Калининым в качестве главных направлений науки и преподавания на созданной им кафедре. Первые научные плоды принесли исследования преподавателей кафедры в области электродинамики СВЧ. Имеются в виду успешные защиты докторских диссертаций доцентами Г.М. Герштейном и В.М. Дашенковым.

К концу восьмидесятых годов завершают серьезные исследования в области электродинамики СВЧ и радиоастрономии ведущие преподаватели кафедры А.В. Хохлов, И.Н. Салий и В.С. Ильин. Доценты А.В. Хохлов и И.Н. Салий успешно защищают докторские диссертации в 1993 году, В.С. Ильин в 2000 году.

Исследования в области нелинейной теории колебаний и статистической радиофизики концентрировались вокруг А.И. Штырова, одного из ведущих доцентов кафедры. К сожалению, тяжелая болезнь и ранняя кончина Алексея Ивановича помешали ему представить к защите практически готовую докторскую диссертацию. Результаты его научной и педагогической деятельности и послужили основой для стремительного и успешного развития исследований в области нелинейной теории колебаний на кафедре. Достижения сотрудников в этом направлении привели вначале к созданию на кафедре "Лаборатории нелинейной динамики СГУ", а затем и к изменению названия кафедры. В 1997 г. кафедра радиофизики была преобразована в кафедру радиофизики и нелинейной динамики физического факультета СГУ. Это важное событие в истории кафедры, и необходимо кратко пояснить, что послужило основанием для таких изменений.

В 1979 г. в журнале "Успехи физических наук" профессором М.И. Рабиновичем был опубликован обзор по детерминированному хаосу, который привлек к себе внимание молодых саратовских ученых, наблюдавших "странные" явления, объяснить которые в рамках классической теории колебаний не представлялось возможным. Весной 1980 г. в Горьком (Нижний Новгород) состоялся первый Всесоюзный семинар по стохастическим автоколебаниям, сыгравший очень важную роль в развитии исследований в области динамического хаоса. На семинаре были представлены пионерские работы профессора В.Я. Кислова и его коллег (ИРЭ АН СССР, Москва), работы коллег и учеников школы А.А. Андронова (Л.П. Шильникова, Ю.И. Неймарка, В.Н. Белыха и др., Нижний Новгород). Безусловно, важным был доклад известного математика профессора Я.Г. Синая, посвященный детальному анализу результатов известной работы М. Фейгенбаума.

Сконцентрированный на рубеже 70-80-х годов поток научной информации о совершенно нетривиальных явлениях в нелинейных автоколебательных системах поселил надежду и даже уверенность в возможности получить убедительные ответы на множество вопросов, используя парадигму детерминированного хаоса.

Этот период можно считать началом фундаментальных исследований по проблеме динамического хаоса на кафедре радиофизики и на физическом факультете СГУ. Очень важно было осознать, что фундаментальная основа явления динамического хаоса кроется в динамических свойствах простейших нелинейных диссипативных систем с 1,5 степенями свободы, способных генерировать незатухающие хаотические колебания. Именно в этом направлении приложили свои усилия молодые исследователи кафедры радиофизики, работы которых и заложили базу будущей лаборатории нелинейной динамики. В 1981 г. В.С. Анищенко и его аспирант В.В. Астахов ввели в рассмотрение и впоследствии детально исследовали трехмерную двупараметрическую модель генератора хаоса, основой которой послужили классический генератор Ван дер Поля и генератор с инерционной нелинейностью К.Ф. Теодорчика. Исследования показали, что генератор Анищенко-Астахова представляет собой одну из базовых моделей теории детерминированного хаоса наряду с моделями Лоренца, Ресслера, Чуа и др. Детальное изучение динамики генератора позволило уже на первом этапе получить ряд принципиально новых результатов, которые вызвали большой интерес среди специалистов как в России, так и за ее пределами. Впервые была показана принципиальная роль флуктуаций в динамических системах с негиперболическими свойствами, экспериментально продемонстрированы все классические бифуркационные механизмы перехода к хаосу в одной системе, открыт ряд новых явлений: перемежаемость типа "хаос-хаос", пространственные бифуркации удвоения периода, пространственное насыщение хаоса, бифуркации удвоения двух- и трехмерных торов и др. Важным шагом на пути рождения лаборатории нелинейной динамики стала защита в 1983 г. кандидатской диссертации В.В. Астаховым - первой кандидатской работы, выполненной сотрудником будущей лаборатории.

К этому времени оформился творческий коллектив в составе В.В. Астахова, Т.Е. Вадивасовой (Летчфорд), М.А. Сафоновой и Д.Э. Постнова, который под руководством В.С. Анищенко плодотворно работал над проблемами хаотической динамики. Это был замечательный период молодости творческой группы, когда легко преодолеваются любые трудности, когда получение научного результата приносит минуты счастья всем членам коллектива, когда успех любого коллеги воспринимается как личное достижение.

Научные результаты 1980-1984 гг. были обобщены в монографии В.С. Анищенко "Стохастические колебания в радиофизических системах" (Изд-во Сарат. ун-та, 1985. Ч. 1; 1986. Ч. 2). Эта работа стала первой в России и одной из первых в мировой литературе монографий, посвященных проблеме детерминированного хаоса. Книга была сразу замечена, и в 1987, 1989 годах в Германии она публикуется на английском языке. Содержание книги составило основу докторской диссертации В.С. Анищенко, защита которой состоялась в 1986 году. Успешную защиту докторской диссертации, первой в отечественной радиофизике полностью посвященной проблемам динамического хаоса в конечномерных системах, можно считать неформальным днем рождения лаборатории нелинейной динамики.

Весной 1988 г. скончался профессор Г.М. Герштейн, возглавлявший кафедру радиофизики с 1960 года. Ученик и последователь В.И. Калинина Г.М. Герштейн много сделал для кафедры и ее коллектива. Он был прекрасным лектором, известным ученым и организатором науки. Его образованность, интеллигентность, умение с глубоким пониманием относиться к каждому члену коллектива, от лаборанта до профессора, создали глубоко укоренившиеся демократические традиции и комфортную творческую атмосферу на кафедре. Его кончина тяжело переживалась всеми сотрудниками, искренне уважавшими и любившими Григория Моисеевича.

С осени 1988 г. заведующим кафедрой радиофизики становится профессор В.С. Анищенко. В истории кафедры начался сложный период, обусловленный рядом объективных обстоятельств. Экономические трудности, переживаемые Россией в это время, не могли не сказаться на состоянии науки и образования. Они привели к кризису начала 90-х годов, развалу СССР и некоему хаосу во всех без исключения сферах деятельности.

Стремительно ухудшаются условия работы НИИ механики и физики в целом, значительно сокращаются источники финансирования науки. Вводится конкурсная система научных грантов, к которой большинство сотрудников факультета и НИИМФ оказались не готовы. В это трудное время опорой кафедры становится коллектив лаборатории нелинейной динамики. Происходит постепенная смена поколений, на кафедру приходят молодые способные преподаватели, в основном из лаборатории нелинейной динамики. Коллектив выигрывает последовательно ряд конкурсов российских и международных грантов и, несмотря на трудности, продолжает развивать научные исследования. Трудно себе представить, но это факт: в тяжелые 90-е годы на кафедре формируется новое поколение способных преподавателей и ученых, резко возрастает число научных публикаций, защит кандидатских, а затем и докторских диссертаций. Создается, по сути, новая школа специалистов по нелинейной теории колебаний и ее приложениям.

Учебный процесс на выпускающей кафедре нельзя представить себе в отрыве от научных исследований. Естественно, достижения коллектива в области нелинейной динамики постепенно начинают влиять на содержание общих курсов лекций, постановку и перечень новых спецкурсов. Эта работа активно проводится, в результате чего формируется обновленный учебный план подготовки специалистов по современным проблемам радиофизики. К этому времени на факультете открывается новая специальность - "биофизика", - и коллектив кафедры активно включается в работу по подготовке специалистов в области математического моделирования в биофизике.

Серьезные достижения коллектива в указанных направлениях приводят к решению о переименовании кафедры. С ноября 1997 г. кафедра называется кафедрой радиофизики и нелинейной динамики.

Кафедра сегодня - это дружный коллектив молодых и опытных преподавателей, аспирантов и инженеров кафедры, которые ведут исследования в нескольких научных направлениях. Одним из основных продолжает оставаться классическое направление: исследование бифуркационных механизмов рождения, структуры и свойств незатухающих хаотических колебаний в нелинейных системах конечной размерности. Другое направление связано с исследованием роли флуктуаций в нелинейных динамических системах. Это направление включает исследования фундаментальных свойств негиперболического хаоса, стохастического резонанса в бистабильных системах, стохастической синхронизации. В самостоятельное направление выделились исследования по анализу закономерностей управления структурой автоколебаний хаотических систем. Последние годы интенсивно стали развиваться исследования, связанные с приложениями теории динамического хаоса к задачам биологии и медицины. Здесь можно выделить две проблемы: математическое моделирование медико-биологических процессов и систем (включая проблему реконструкции динамических систем по экспериментальным данным) и применение методов нелинейной динамики к решению ряда задач медико-биологической диагностики. Эти исследования проводятся совместно с кафедрой физиологии человека и животных биологического факультета СГУ; наиболее интересные результаты получены в области фазовой синхронизации сердечного ритма человека и животных.

За последние 20 лет сотрудниками кафедры и лаборатории нелинейной динамики опубликовано более 300 научных статей в отечественных и зарубежных журналах с высоким индексом цитируемости. Коллектив стал обладателем 18 научных грантов, включая международные, подготовил более 10 лауреатов международного фонда Сороса (Соросовских профессоров, доцентов и аспирантов). Сотрудниками коллектива и аспирантами защищено 23 кандидатских и 8 докторских диссертаций. Большинство из этих работ защищено по проблемам нелинейной динамики (16 кандидатских и 4 докторских диссертаций).

Коллектив получил заслуженное международное признание. Ведущими издательствами опубликованы 4 монографии на английском языке, которые написаны на основе научных достижений сотрудников кафедры. Коллектив был в числе организаторов 6 международных конференций, одна из которых проходила в Саратове (ICND-96). Осенью 1999 г. профессор В.С. Анищенко был удостоен международной премии Фонда им. Александра фон Гумбольдта (по физике) за научные достижения в области нелинейной динамики. За эти годы значительно возрос уровень преподавания общих и специальных дисциплин. Опубликовано 20 учебных пособий, отражающих изменения и дополнения в программах лекционных курсов. На кафедре модернизированы и созданы новые учебно-научные лаборатории, обеспечены великолепные условия для работы аспирантов и сотрудников. Кафедра имеет один из лучших в СГУ современный вычислительный центр, включающий кластерный суперкомпьютер. Все это позволяет вести работу по подготовке выпускников и специалистов высшей квалификации на уровне, не уступающем высоким требованиям международных стандартов.

50-летний юбилей кафедра радиофизики и нелинейной динамики встречает в следующем составе: профессора В.С. Анищенко, А.В. Хохлов, В.В. Астахов, В.П. Мещанов; доценты Т.Е. Вадивасова, А.Н. Павлов, А.С. Листов, Д.Э. Постнов, О.Н. Соколов, И.А. Хованов, А.В. Шабунин (отметим, что Д.Э. Постнов является доктором физико- математических наук, а Т.Е. Вадивасова представила докторскую диссертацию к защите); старший преподаватель М.Г. Медокс; ассистент А.В. Климшин; инженеры А.А. Акопов, А.Р. Зиганшин, М.В. Логинова, С. Малова, А.Н. Некрасов, П.А. Стальмахов, Г.И. Стрелкова; аспиранты В.В. Демидов, А.С. Копейкин, Д.В. Сецинский, А.В. Фомин, В.В. Черваков; докторант О.В. Сосновцева.