Наставники. Сергей Кульков: от астрофизики до синтеза кости, или Как готовить исследователей
Ученый, создатель материалов с уникальными свойствами, шлифовщик, просеиватель земли и просто веселый и добрый человек, который знакомит студентов с реальной наукой и стремится готовить исследователей.
В новом выпуске проекта Томского госуниверситета и «Томского Обзора» «Наставники» рассказываем о докторе физико-математических наук, профессоре, эксперте РАН, заведующем лабораторией физико-технического факультета ТГУ Сергее Кулькове.
Все сдавали, а я отдыхал
Путь Сергея Кулькова в науку начался еще в среднем звене школы. Тогда еще омичу нравилось читать «полунаучные», как бы их сейчас назвали, книжки, и к нему пришло понимание, что он станет ученым. В девятом классе Кульков дошел до астрофизики, и вскоре перед ним встал один из самых сложных выборов в жизни любого человека — куда поступать.
«Мне понравился Томск. Самый старый вуз... Тогда в Новосибирске тоже был вуз, но молодой», — вспоминает Сергей Кульков.
Правда, по пути в Томск он сделал небольшой крюк и заехал в Москву, где пробовал поступить в МГУ в группу астрономии на физическом факультете, но не хватило всего одного балла. Там же в Москве Кульков встретил декана томского физфака, который «хантил» талантливых студентов в МГУ.
«Я думаю: ну, сам бог велел. Тем более, в Москве были экзамены в июле, а в других вузах — в августе. Меня тут же приняли на физфак: зачислили с оценками, которые я получил в МГУ. И я весь август отдыхал. Другие сдавали экзамены, а я отдыхал», — смеется Сергей Кульков.
Так в 1970 году будущий профессор поступил в ТГУ. В Томске он решил заняться если не астро-, так металлофизикой. Город тогда, по словам Кулькова, был не такой красивый, зато располагал к учебе.
Помню, Кан Владимир Иванович матанализ интересно читал. Он такой эмоциональный, хороший человек. Как-то, сидим, дверь открыта, заходит собака в аудиторию. Откуда она взялась на четвертом этаже — никто не знает; ну, зашла. Начали все на нее смотреть, отвлекаться. Кан стоял-стоял, потом повернулся и говорит: «Я считаю, что здесь есть более интересные персоны, чем эта собака».
На втором курсе вуза Сергей Николаевич уже хотел учиться в аспирантуре. А через три года это желание подкрепилось уникальными для Томска компетенциями, которые Кульков получил в Институте физики металлов в Свердловске (ныне Екатеринбурге). Здесь он в течение нескольких месяцев осваивал методику работы на установке ядерного гамма-резонанса. Вернувшись в Томск, Сергей Николаевич поставил эксперимент в СФТИ — одном из подразделений Томского государственного университета, где такая же установка только появилась. Таким образом он защитил диплом, который впоследствии стал частью его кандидатской диссертации.
«Эксперимент заключался в следующем: есть источник гамма-лучей. Они пролетают через образец и начинают определенным образом поглощаться в зависимости от электронной структуры тех атомов, которые в этом образце сидят. Я фиксирую спектр поглощения, а дальше начинаю расшифровывать — какие там магнитные поля внутри образца, электрические поля, какие градиенты этих полей и так далее. Получается, что анализ этого спектра дает полную информацию, что же в кристаллической решетке происходит с материалами. Такая глубокая физика. Я беру отдельный атом железа, например, помещаю его в решетку, как некий зонд, и смотрю, какие физические поля на него действуют и это анализирую», — объяснил Кульков.
Вторая специальность
Однако закончить вуз так просто ему не удалось, так как в 1975 году партии и правительству срочно потребовалось большое количество программистов. Кинули клич — кого можно быстро дообучить. Выбор пал на физиков. Им добавили еще полгода обучения. В это время они изучали языки программирования, например, Cobol, Fortran, работали на вычислительных машинах в ТИРиЭТе (ныне ТУСУР) и в итоге получили две специальности — физик-математик и прикладная математика.
«Это пригодилось, потому что потом, когда стали появляться персоналки, я одним из первых спокойно с ними общался. Для себя писал программы для обработки экспериментальных данных, графики строил и до сих пор проблем не испытываю», — добавил Сергей Кульков.
После получения дополнительной специальности в декабре, Кульков решил несколько месяцев погулять и в конце марта поступил в аспирантуру на кафедру экспериментальной физики. Варианты переездов и смены места он даже не рассматривал, так как город за прошедшие пять лет ему понравился, да и с мобильностью в то время было не так просто, как сейчас.
«В студенчестве тогда было очень мало поездок. Обмена не было, а местные руководители были заинтересованы никого не пускать. В Томск приезжали на третьем курсе из МИФИ, отбирали студентов к себе на дальнейшее обучение. Несколько человек у нас уехали. Одного я знаю, он из нашей группы был, но у него что-то не заладилось. Москва и есть Москва. Как-то его туда затянуло», — размышляет Сергей Кульков.
Я и крестиком вышивать могу
Помимо основных специальностей, будущий профессор получил и пару побочных. Например, стал шлифовщиком второго разряда. Он шлифовал образцы для себя, для нужд СФТИ, и получал за это дополнительные деньги.
Еще Кульков успел поработать в «земледелке» на ТЭМЗе, где делали отбойные молотки и было литье силумина: металл лили прямо в землю и его часть оставалась в «формах». Сергей Николаевич занимался извлечением этих остатков, чтобы они не мешали в дальнейшем. Орудовать приходилось огромным ситом. Подзаработать помогло и дополнительное программистское образование, например, набирал программы на перфокартах.
«Кто-то написал программу, отдает листинг, чтобы набить на перфокартах. И вот, сидит оператор, набирает это всё, потому что перфораторов было 1 или 2 на университет и они работали круглосуточно. Мне здесь тоже помогла вторая специальность. Вроде как, при деле, по диплому», — вспоминает Сергей Николаевич.
А к 1980-му Кульков уже успел написать кандидатскую диссертацию. Параллельно с шлифованием, работой с перфокартами и просеиванием земли он смог получить высокотемпературный сплав никель-марганец с памятью формы.
Новый институт
В апреле 1979 года Кульков покинул стены ТГУ, так как там не было мест, и отправился в НИИ оптики атмосферы в Академгородке, где как раз создали отдел физики твердого тела. Сергей Николаевич пришел туда одним из первых по совету своего научного руководителя.
«Там сначала у нас было 13 человек. Я сразу кинулся на структурные исследования — рентгеноструктурный анализ, растровый электронный микроскоп. И в 1980 году я как раз защитился, уже будучи в институте оптики атмосферы», — рассказал Сергей Кульков.
К этому времени ученый начал разрабатывать композиционные материалы, начались командировки, институт начал заключать договоры и нужда в подработках отпала. Правда, сотрудникам института пришлось поработать на строительстве собственного корпуса — но это было веянием времени, тогда все строили «хозспособом».
Позже, в 1984 году, в Академгородке образовался Институт физики прочности и материаловедения, «отпочковавшийся» от Института оптики атмосферы. К тому времени в отделе, где работал Кульков, успело накопиться оборудование, которое, к слову, работает до сих пор.
«И студентов до сих пор на них учим, потому что они простые, с ними легко управляться, не надо миллион кнопок жать. Там все показательно вручную. В микроскопе пучок прыгает, можно руками крутить. Все до предела просто, — объяснил Сергей Кульков. — Это как книжки — старые всегда лучше, чем заумные новые. Там вся физика легко и непринужденно объясняется». Ученый остался в этом институте и продолжает работать там до сих пор, сегодня - в качестве заведующего лабораторией.
Отчасти именно Институт физики прочности сподвиг Кулькова защитить докторскую диссертацию. К 1990 году для учреждения было необходимо наличие определенного количества докторов наук. Чтобы институт продолжал развиваться, Сергей Николаевич написал работу о создании композитов, в которых одна из фаз испытывает структурные превращения и которым эти превращения помогают или обусловливают повышение твердости, прочности. То есть в своей работе он решил физическую задачу — как сделать материал, который не разваливается при больших нагрузках.
Постепенно в его лаборатории отошли от разработки композиционных материалов, так как в 90-е годы тяжелая промышленность, которая могла бы стать заказчиком, переживала не лучшие времена. Так на смену металлам пришла керамика.
Мне говорили, что университет дает только базу и учит учиться. Это нормальное явление. Кто бы знал, что я займусь когда-то пористой керамикой для костей? Я теперь должен знать свойства материала, как эта керамика будет взаимодействовать с клетками, как контактировать с медиками... Если ты не учишься так, ты закиснешь, остановишься где-то.
Один из уникальных новых материалов, которые удалось получить ученым - синтетический аналог костной ткани. Разработку удалось опробовать на практике, например, если часть кости теряется в результате онкозаболевания, ее можно заменить на керамический имплант. Выяснилось, что синтетическая кость приживается куда лучше, чем традиционно используемые в таких случаях металлы.
«Например, у девушки нет верней части скулы, глаз выпадает, зрение двоится, лица никакого нет. Мы сделали протез, хирург зашил его туда, зрение восстановилось, мимика лица восстановилась. И даже если мы уже пятерым помогли, это суперрезультат», — рассказал Сергей Кульков.
Когда поспел везде
После защиты докторской диссертации ученого стали приглашать преподавателем в университеты. Сначала в ТПУ, где он трудится с 1991 года, затем в ТГУ. Сейчас он совмещает работу в трех учреждениях.
«У меня как получается: приезжаю на работу в Академгородок, срываюсь, еду на лекцию в ТГУ, оттуда на совещание в Академгородке, оттуда в политех. И вот так день проходит, и пообедать часто некогда, но я привык».
Однако преподавательская работа, общение со студентами - то, без чего Сергей Николаевич уже не представляет свою жизнь. За долгие годы работы в вузах у него накопился большой материал для сравнений и выводов.
«Традиционно университет чем характерен — сюда идет очень хороший контингент. Бывают колебания, группы год от года отличаются. Я просто сравниваю с политехом. Тут и балл проходной выше, и подготовлены абитуриенты лучше. Просто здесь (в ТГУ) заточены на исследователей, а там (в ТПУ) больше на инженерию», — отметил Сергей Кульков.
Сейчас идет частичный спад в уровне подготовки будущих студентов. Это связано с ЕГЭ. Как только лет 8-10 назад была сказана фраза, что нам не нужны исследователи, нам нужны потребители, после этого явно начался спад. Но пока еще мы держимся, хотя уже ощущается недостаток выравнивающих курсов.
Нужно заниматься тем, чему учишь
Одним из своих преимуществ Сергей Николаевич называет то, что у него имеется доступ в лабораторию в Академгородке. Поэтому его студенты могут пройти через реальную науку, участвуют в настоящем научном процессе, а не перечерчивают детали, и выходят полностью готовыми к последующей научной работе.
«Преподаватель должен заниматься тем, что преподает. Я не говорю про 1-2 курс, это школа, база. А старшим уже нужно, чтобы преподаватель был специалистом в той области, которой учит. Иначе ты не объяснишь ничего. Если ты не знаешь, как это работает, как ты можешь донести это до студента? Рассказываешь то, чем владеешь и сразу все встанет на свои места. — рассуждает Сергей Кульков. — А дальше — как человек преподаватель должен быть порядочным, не ругаться, не кричать, не обзываться, не материться на студентов. Это обычное, нормальное поведение».
Я всегда, когда кто-то ко мне приезжает, первым делом провожу их по коридорам с портретами профессоров университета. Один венгр пошутил: «Тебя тут нету?» Я отвечаю: «Тут все, кто давно умер». По роще тоже с удовольствием прохожу, когда нет спешки. Многое здесь стало более красивым, благоустроенным, но основы университетской жизни остаются неизменными.
Наставники
Совместный проект ТГУ и «Томского Обзора»
Текст: Егор Хворенков
Фото: Вероника Белецкая