Второй Хокинг. О незрячем астрофизике из Санкт-ПБ

За рубежом 31-летнего незрячего космолога, научного сотрудника трех Санкт-Петербургских институтов и кандидата физико-математических наук Виталия Вертоградова называют не иначе как «вторым Стивеном Хокингом». В университете Виталий занимался эффектом Пенроуза и совершил научное открытие мирового уровня. Недавно он принял приглашение поработать в команде известного индийского ученого-космолога Панкаджа Джоши, а после этого мечтает получить место в Гарварде. В беседе с журналистом Игорем Михайловым астрофизик рассказал о своем пути в науке, встрече с Роджером Пенроузом, первой стажировке за рубежом, зарплатах российских ученых, личной жизни и планах на будущее.
— Родился я в Тульской области, небольшом городке Алексине. Учился в обычной школе, но катаракта и отслоение сетчатки привели к тому, что к девятому классу меня перевели на полудомашнее обучение. Из школьных предметов мне оставили лишь алгебру и геометрию, а все остальные, включая мою любимую физику, были сведены к минимуму. Облегчение программы не предохранило меня от ухудшения зрение, и в 11 класс я пошел учиться уже в московский интернат № 1 для слепых. Так уж сложилось, что, окунувшись в новую среду, познакомившись с интересными ребятами, я фактически бросил учебу, едва занимаясь лишь алгеброй. Этому способствовало то обстоятельство, что впервые в жизни я вышел из-под родительского контроля, так как стал жить в интернате, приезжая домой лишь на выходные. Да и к середине 11 класса я полностью ослеп, а брайль я толком не освоил и поныне.
После окончания школы я не без труда поступил в МПГУ, более известный как Ленинский университет. Но, едва начав посещать лекции, я впал в жуткую депрессию оттого, что в ближайшие годы мне придется жить вдали от моей девушки Маши из Санкт-Петербурга, с которой я абсолютно случайно познакомился за несколько месяцев до поступления. Не долго думая, я бросил институт и переехал жить к ней в отдельную квартиру в Питере. На следующий год поступил на факультет математики в университет, аналогичный московскому, — РГПУ имени Герцена.
Маша не имела проблем со зрением и в институт приводила и уводила меня она, по каким-то другим делам я тоже ходил только с ней, так что самостоятельно по городу не передвигался в принципе. Учился же я следующим образом: просил преподавателей озвучивать все, что они выводили на доске, записывал на диктофон, а недели за две до экзаменов перепечатывал в компьютер. Делать все это было совершенно необходимо, так как спрашивали с меня весьма строго. На экзаменах обычные студенты тянули билет с двумя-тремя вопросами, отвечали и были свободны. Меня же в устной форме гоняли по всему пройденному материалу, так что я не имел права прийти, не выучив все. Это было очень жестко, но благодаря такому подходу матанализ я знаю на зубок до сих пор.
К слову, серьезно я относился только к точным наукам, гуманитарные же игнорировал как мог, благо преподаватели по непрофильным дисциплинам были ко мне весьма лояльны.
На втором курсе у нас началась физика, которая поначалу давалась мне чрезвычайно тяжело. Я почти ничего не понимал, но задавал много вопросов нашему профессору Евгению Борисовичу Шадрину, что все-таки дало определенный результат. К третьему курсу от всего набора осталось семь студентов, из которых реально ходило три-четыре, а на физике нередко бывал я один. Таким образом мы оставались с преподавателем тет-а-тет, что крайне положительно сказывалось на моем развитии. Я спрашивал у него, что такое фотон, черная дыра, гравитационное поле, пространство, время и многое другое. Вскоре он помог мне наладить контакт с академиком Дмитрием Александровичем Варшаловичем из Физико-технического института имени Иоффе. Он рекомендовал список книг по теоретической физике, которые на тот момент поразили меня своей сложностью.
Главное затруднение заключалась в том, что формулы ни тогда, ни сейчас никакая техника не в состоянии корректно сканировать, а потому все их приходилось писать исключительно вручную под диктовку. Из положения я вышел следующим образом: сканировал учебник, распознавал текст программой Fine Reader, а все формулы писал под диктофонную запись, которую героически начитывала для меня Маша. Поначалу дело шло очень туго, потому что она в них абсолютно ничего не понимала и часто неверно называла и математические знаки и буквы греческого алфавита. Но когда она набила руку, то прочитывала 10 страниц минут за 15, а я потом еще часа три переносил информацию в компьютер, параллельно осмысливая материал. Меня настолько увлекла общая теория относительности, что я твердо решил переориентироваться с математики на физику.
В начале четвертого курса я познакомился со своим будущим научным руководителем Андреем Анатольевичем Грибом, который предложил изучить специализированную книгу по теоретической физике. Углубившись в эту тему, я понял, что все предыдущие три года матфака по сложности ничто по сравнению с этим предметом. Невероятно сложный математический аппарат, включавший в себя тензорный анализ и дифференциальную геометрию, каковые мы даже не проходили, мне давались с огромным трудом.
Ближе к окончанию университета темой для своего диплома я выбрал математические аспекты эффекта Пенроуза. Он заключается в том, что в эргосфере вращающейся черной дыры в результате столкновения или распада могут возникать частицы с отрицательными энергиями. В частности, это означает, что если в эргосферу залетает частичка с определенной энергией, то в результате распада или столкновения может вылететь частичка, обладающая большей энергией, чем изначальная. Я начал изучать Метрику Керра, описывающую нейтральные вращающиеся черные дыры — учебник представляет собой два тома сложнейшей математики. Бывало, что за две-три страницы мне не попадалась ни одного слова, а только сплошные формулы. В итоге я успешно сдал все экзамены, окончил бакалавриат с красным дипломом и поступил в магистратуру на факультет физики.
Там я вплотную занялся эффектом Пенроуза. Одна из его неизученных сторон заключается в следующем: описывая движения вокруг черной дыры, мы не можем оперировать привычными понятиями. В искривленном пространстве-времени происходит все что угодно, в частности, параллельные прямые могут пересекаться, а потому их заменяет другое понятие — так называемые геодезические. Частички там движутся именно по этим экстремальным линиям, вид которых я пытался высчитать. Увы, несмотря на все старания, к зиме мои исследования фактически зашли в тупик.
Но тут в самый критический момент в Санкт-Петербург приехал сам Роджер Пенроуз — первооткрыватель эффекта. Встретившись на конференции, мы с Грибом объяснили ему, что, по нашему мнению, геодезические либо появляются из-под гравитационного радиуса, либо должны существовать некие замкнутые орбиты. На наши слова Пенроуз глубокомысленно покивал и сказал, что, скорее всего, так и есть. Несколько воодушевленный, я сел за ударную работу и путем чрезвычайно сложных вычислений доказал, что все геодезические появляются именно из-под гравитационного радиуса. Это стало настоящем открытием, и мы опубликовали эту работу в журналах Gravitation and cosmology и International journal of modern physics A. Летом я выступил на своей первой международной конференции в Перми, а на следующий год продолжил исследовать, как движутся частички, но уже под так называемым горизонтом событий — нематериальной поверхностью, начиная с которой даже скорости света недостаточно, чтобы покинуть пределы черной дыры.
Примерно таким образом и проходила моя учеба в магистратуре, перемежающаяся выступлениями на конференциях, чтением лекций, собственными расчетами и плотным изучением английского языка, без знания которого невозможно качественно заниматься теоретической физикой.
Также в этот период для записи формул я начал пользоваться компьютерной программой Latex. Писать в ней нужно специальным кодом, который может озвучить моя программа экранного доступа. Воспринимать формулы в таком виде мне затруднительно, но все-таки возможно. При распечатке на принтере либо во время презентации на большом экране программа автоматически конвертирует код в привычные для глаза формулы. Интересные же статьи я скачиваю с нашего научного архива с сайта arxiv.org, где абсолютно все ученые выкладывают свои работы, тоже написанные в Latex. К сожалению, пока не существует программы, которая автоматически преобразовывала бы напечатанные в учебнике формулы в код Latex, а потому без помощника я ни тогда, ни сейчас обойтись не могу.
В итоге я окончил магистратуру с красным дипломом и в 2014 году поступил в аспирантуру. Там Гриб предложил мне заняться проблемой гравитационного коллапса, опираясь при этом на работы индийского ученого Панкаджа Джоши. Это оказалось для меня новой чрезвычайно сложной темой, тем более что в России этим никто не занимался в принципе. Вскоре в своих вычислениях я зашел в тупик и был вынужден написать письмо самому Джоши с просьбой ответить на несколько вопросов. У нас наладился хороший контакт, и он пригласил меня пройти стажировку в Мумбаи в его университете, правда, за мой счет. Я выслал ему резюме, и — видимо, после того как Джоши прочитал, что я незрячий, — он сообщил, что поговорил с руководством университета, и они готовы оплатить мое пребывание в Индии. В бытовом плане на нас с Машей эта страна произвела удручающее впечатление, но поработал я весьма плодотворно и, вернувшись в Питер, сразу сел за диссертацию.
Защитился я досрочно в мае 2017-го и, решив как можно скорее устроиться на хорошую работу, стал рассылать резюме. Интересовали меня места научного сотрудника, в первую очередь в США или Европе, хотя смутно подозревал, что, прежде чем туда попасть, сперва придется пройти горнило Азии или Африке.
Отклик из-за рубежа был нулевой, и спустя полтора года мне с трудом удалось устроиться у нас на одну десятую ставки в университет Герцена, а чуть позже — на четверть ставки в САО РАН. Я вышел на работу, где мне предложили заняться проблемой закрученного света. Суть явления заключается в том, что фотон, пролетая мимо вращающейся черной дыры, тоже при определенных условиях может начать закручиваться по спирали. Не могу сказать, что я пришел в восторг от этой работы. Дело в том, что предмет этот очень сложный, и мне пришлось углубиться сразу в три сферы: оптику, квантовую механику и квантовую теорию поля. Также мне не сильно нравилось, как это оплачивалось: в Герцена я получал 1500 рублей в месяц, а в САО РАН — 5000 рублей.
Вдобавок к сложной работе и низкой зарплате меня настиг удар со стороны, с которой я его совершенно не ожидал: в декабре Маша сообщила, что нашла другого мужчину и уезжает к нему в Москву. Для меня это стало самым настоящем шоком. Первое время было очень тяжело как в моральном плане, так и в профессиональном и бытовом, ведь все формулы читала мне она, и по городу я ходил тоже только с ней. Спустя пару месяцев я переехал из опустевшей трехкомнатной квартиры в общежитие при Герцена и наконец-то начал вести самостоятельный образ жизни. Это тоже стало для меня довольно большим стрессом и испытанием собственных сил.
Но рано или поздно черная полоса кончается, и в конце зимы университет выделил мне в помощь студента-волонтера, который вместо моей бывшей жены стал начитывать на диктофон формулы. А совсем недавно, в начале лета, меня взяли на полную ставку научного сотрудника в Герцена и на четверть ставки в ИТМО (Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики — ред.) Таким образом я начал трудиться фактически на трех должностях.
В этот же период я получил приглашение от Джоши работать в новом международном космологическом центре CHARUSAT (научно-технический институт в Индии — ред.) Не смотря на то, что в пересчете на наши деньги в Индии моя зарплата будет даже на 2000 рублей меньше, я принимаю это предложение и с 1 сентября планирую переехать за рубеж. Дело в том, что уехать заграницу являлось мечтой всей моей жизни, да и лишь на четверть индийской зарплаты там можно жить, как королю. И заниматься я буду как раз тем, чем я хочу, — тенями черных дыр. Мне, разумеется, очень приятно, что я буду работать бок о бок с ученым мирового уровня. Но вместе с тем Индию я воспринимаю лишь как ступень для очередного прыжка, а потому надеюсь, что в Россию я уже не вернусь, а прямой наводкой отправлюсь в Гарвард, где у Джоши очень хорошие связи. Гарвард — это мечта всей моей жизни, но если я отправлюсь в Европу, в университет на ступеньку пониже, то я тоже не расстроюсь.

Статья на портале «Особый взгляд»:
http://specialview.org/article/post401