Шрифт:
Закладка:
Давайте теперь посмотрим на крупные научные проекты (сопоставимые по масштабу и сложности с LHC), в которых задействованы на годы тысячи ученых; расходы на них сравнимы. Например, проект “Геном человека”, начавшийся в 1990 году и завершившийся в 2003‑м полной реконструкцией человеческого генетического кода, стоил 4,7 млрд долларов.
Для изучения наиболее далеких уголков Вселенной NASA в 2018 году запустит новый огромный космический телескоп – наследник орбитальной обсерватории Hubble. Это технологическое чудо будет носить имя Джеймса Уэбба, директора NASA, стоявшего у истоков программы “Аполлон”, и его предполагаемая стоимость составит 8 млрд долларов[52].
Нечего и говорить о расходах на Международную космическую станцию, на которой уже побывали и некоторые из наших космонавтов, – в частности, Лука Пармитано и Саманта Кристофоретти. Первый сегмент станции был запущен в 1998 году, и расходы на программу в первые десять лет превысили 140 млрд долларов.
Человечество тратит внушительные суммы на научные исследования; проекты вроде LHC составляют несколько процентов от глобальных расходов, на которые мир идет ради нового знания, и ничтожную часть ежегодно производимого совокупного продукта.
Если мы возьмем пять стран, больше всех инвестирующих в научные исследования и опытно-конструкторские разработки, – США, КНР, Японию, Германию и Южную Корею, – то увидим, что их ежегодные расходы в этом секторе превышают триллион долларов. Кажется, что это сумасшедшая сумма, но она составляет меньше 3 % от 35 трлн годового дохода этих пяти стран.
Наконец, тут уместен еще один вопрос: оправдывают ли полученные результаты тот уровень затрат, который необходим для проведения данных исследований?
Фундаментальные исследования нацелены на улучшение нашего понимания природы, но эта задача зачастую представляется со стороны достаточно абстрактной: понять спонтанное нарушение электрослабой симметрии, найти новые пространственные измерения, разобраться с механизмом инфляции и так далее. Однако чем абстрактнее сформулированы цели исследования, тем более конкретные и более материальные инструменты нужны, чтобы их достигнуть. Чем выше мы хотим взлететь, тем тверже должны стоять на земле.
Мы, физики, занимающиеся элементарными частицами, привыкли вести, так сказать, двойную жизнь: сегодня мы яростно спорим о стабильности электрослабого вакуума и о конце нашей Вселенной, то есть обсуждаем вопросы, граничащие с философией, а назавтра являемся в лабораторию, чтобы разработать новые материалы, придумать новые детекторы и собственными руками собрать прототипы устройств, основанные на технологиях, которые изменят судьбу человечества.
Так не раз происходило в прошлом, так, я уверен, повторится и в будущем.
Фундаментальные исследования и новые технологии
В 1989 году мы и представить себе не могли, что изобретение Тима Бернерса-Ли, сидевшего всего лишь в нескольких комнатах от нас, так сильно изменит весь мир. Появление в нашей жизни World Wide Web – это пример того, как серьезные инновации могут повернуться своей неожиданной стороной. Никто в ЦЕРН не намеревался изобретать web, в том числе и Бернерс-Ли; его делали для разрешения проблемы, связанной с тем, что LEP стал производить много данных очень разной природы: отчеты, графики, фотографии, технические чертежи… Нужно было найти способ как‑то их организовать, сделав доступными тысячам членов коллаборации. И вот наконец нашлось подходящее решение. Парень загорелся и захотел проверить, как будет работать его идея; непосредственный босс не оценил то, что он придумал, но кое‑кто решил дать Бернерсу-Ли попробовать. И вдруг – бац! Мир навсегда изменился.
6 августа 1991 года родилась первая веб-страница, а сегодня их уже миллиард. Такая чудесная вещь – и задаром! Я часто думаю, сколько проектов смогли бы мы реализовать, если бы каждый раз, когда кто‑то обращается к какой‑нибудь веб-странице, в кассу ЦЕРН падало по центу. Но уговор дороже денег. Наши исследования финансируются из общественных фондов, и все, что мы находим, мы выставляем на всеобщее обозрение совершенно бесплатно. Нет ни патента, ни прихода, никакие роялти не поступят в пользу тех, кто что‑то изобрел или открыл в физике высоких энергий. Финансирование ЦЕРН миром давно и с лихвой окупилось: экономическое воздействие нашей деятельности основательно превысило начальную инвестицию, не говоря уже об аспектах культурных и научных.
История с World Wide Web упоминается чаще прочих, но есть и много других технологий, рожденных фундаментальной физикой и изменивших нашу жизнь. Начнем с Х-лучей. Вскоре после Рождества 1895 года немецкий физик Вильгельм Рёнтген уговорил свою жену Анну Берту (изрядно, по правде говоря, сопротивлявшуюся) постоять минут пятнадцать неподвижно, положив левую руку на обернутую черной бумагой фотопластинку, размещенную под странной стеклянной колбой, с которой Вильгельм провозился много месяцев. Этот первый рентгеновский снимок полностью преобразил не только научную диагностику болезней, но и всю медицину в целом.
Рёнтген пытался понять, что происходит, когда он пропускает электрический ток между электродами, находящимися в вакууме в стеклянной трубке. Он и не думал, что, двигаясь по этому пути, откроет дорогу инновации, которая спасет жизни миллионам людей.
Попробуем вообразить, что сказал бы об этих его опытах человек с улицы конца XIX века: “И для чего они нужны, эти странные манипуляции? Не лучше ли было бы вложить деньги в лечение детей, умирающих от чахотки?”
Открытия, меняющие мир, трудно предсказать. Иногда самые важные из них совершаются почти случайно, причем людьми, которые вовсе не думали о том, как бы сделать нечто подобное; могут пройти десятилетия, прежде чем для их идеи найдется подходящее применение. Тут напрашивается сравнение с подземной рекой, которая прячется в многокилометровых карстовых пещерах, а потом вдруг являет себя, выйдя в неожиданном месте на земную поверхность.
В основе всего лежат эпохальные прорывы – открытия, заставляющие отказываться от основных парадигм. Сначала никто и не думает, что они могут для чего‑нибудь пригодиться, но затем, по прошествии десятилетий, они становятся неотъемлемой частью жизни каждого человека. Вильгельм Рёнтген не догадывался, что его аппарат ознаменует собой начало пути, который со временем приведет к компьютерной томографии, эхографии и МРТ; а ведь современная медицина немыслима без этих инноваций.
Бывает и так, что одно изобретение невозможно без другого, как невозможна лавина без первого комочка снега, полетевшего в долину. Х-лучи позволили лучше понять и ядра, и звезды, они дали нам средство исследования структуры молекул, лежащее сейчас в основе создания любого нового лекарства, любого нового материала.
Уильям Лоуренс Брэгг был совсем юным, едва окончившим университет, когда обнаружил любопытный феномен, возникавший при освещении рентгеновскими лучами небольших кристаллов. Открытие этой
