Стивен Вайнберг - Мечты об окончательной теории

• Название: Мечты об окончательной теории
• Автор: Стивен Вайнберг
• Издательство: Едиториал УРСС
• Жанр: Математика
• Год: 2004
• ISBN: 5-354-00526-4

В своей книге «Мечты об окончательной теории» Стивен Вайнберг – Нобелевский лауреат по физике – описывает поиск единой фундаментальной теории природы, которая для объяснения всего разнообразия явлений микро– и макромира не нуждалась бы в дополнительных принципах, не следующих из нее самой. Электромагнитные силы и радиоактивный распад, удержание кварков внутри нуклонов и разлет галактик – все это, как стремятся показать физики и математики, лишь разные проявления единого фундаментального закона.

Вайнберг дает ответ на интригующие вопросы: Почему каждая попытка объяснить законы природы указывает на необходимость нового, более глубокого анализа? Почему самые лучшие теории не только логичны, но и красивы? Как повлияет окончательная теория на наше философское мировоззрение?

Ясно и доступно Вайнберг излагает путь, который привел физиков от теории относительности и квантовой механики к теории суперструн и осознанию того, что наша Вселенная, быть может, сосуществует рядом с другими вселенными.

Книга написана удивительно живым и образным языком, насыщена афоризмами и остроумными эпизодами. Она распахивает читателю двери в новый мир и помогает понять то, с чем он там встретится.

---

Как раз тогда, когда второе издание этой книги ушло в печать в октябре 1993 г., палата представителей проголосовала за прекращение программы строительства Сверхпроводящего суперколлайдера. Хотя в прошлом после таких голосований программу удавалось спасти, похоже, на этот раз решение окончательное. Несомненно, что в ближайшие годы политологи и историки науки не останутся без работы, анализируя это решение, но думаю, что мои комментарии по поводу того, как и почему это случилось, не будут выглядеть слишком поспешными.

24 июня 1993 г. палата представителей повторила свое решение 1992 г. и проголосовала за изъятие финансирования ССК из законопроекта по финансированию энергетики и гидроэнергетики. Это решение не уменьшало финансирование энергетики и не предусматривало увеличение поддержки других областей науки. Просто те суммы, которые предназначались для ССК, стали доступными для поддержки других энергетических проектов. Теперь спасти лабораторию могло только положительное голосование в сенате.

И снова физики из всех уголков США забросили свои письменные столы и лаборатории и собрались летом в Вашингтоне, чтобы лоббировать проект строительства ССК. Театральной кульминацией борьбы за выживание ССК стали дебаты в сенате 29 и 30 сентября 1993 г. Наблюдая за дебатами, я испытывал сюрреалистические ощущения, слушая, как сенаторы в своих выступлениях спорят о существовании хиггсовских бозонов и цитируют в подкрепление своих слов эту книгу. Наконец, 30 сентября сенат 57 голосами против 42 решил продолжить финансирование ССК в полном объеме ($ 640 млн) в соответствии с запросом администрации. Это решение было затем поддержано согласительной комиссией палаты представителей и сената, однако 19 октября палата почти двумя третями голосов отклонила доклад согласительной комиссии и вернула закон о финансировании энергетики в комитет с инструкциями изъять из него финансирование ССК. После этого комитет на своем заседании решил остановить проект.

Почему это произошло? Очевидно, что речь не шла о каких-то трудностях, с которыми столкнулась программа ССК. За тот год, который прошел с момента написания этой книги, под поверхностью округа Эллис в остинских меловых отложениях уже было пройдено 25 км главного туннеля. Завершено здание и частично установлено оборудование линейного ускорителя, первого из серии ускорителей, которые должны разогнать протоны перед началом их пути внутри Суперколлайдера. Завершена работа над 570-метровым туннелем для бустера низких энергий, который должен ускорять поступившие из линейного ускорителя протоны до энергии 12 ГэВ прежде чем запустить их в бустер средних энергий. (По современным стандартам такие энергии кажутся маленькими, но когда я начинал свою работу в физике, энергия 12 ГэВ была недоступна ни одной лаборатории мира.) В Луизиане, Техасе и Вирджинии были построены заводы для массового производства магнитов, которые должны отклонять и фокусировать протоны во время их полета внутри трех бустеров и основного 83-километрового кольца. Рядом с лабораторией разработки магнитов, которую я посетил в 1991 г., появились другие строения – лаборатория тестирования магнитов, лаборатория тестирования ускорительных систем и здание, в котором должны были помещаться огромные холодильные установки и компрессоры для жидкого гелия, необходимого для охлаждения сверхпроводящих магнитов основного кольца. Одна экспериментальная программа – плод труда более тысячи квалифицированных ученых из двадцати четырех стран – была предварительно одобрена, другая близка к завершению.

Не произошло и никаких открытий в области физики элементарных частиц, которые ослабили бы доводы в пользу строительства ССК. Мы все еще безуспешно пытаемся выйти за рамки стандартной модели. Без ССК единственной надеждой остается то, что физики Европы продвинутся вперед со своими проектами и построят аналогичный ускоритель.

Проблемы ССК частично были побочным эффектом не имеющих отношения друг к другу политических веяний. Президент Клинтон продолжал поддерживать проект ССК со стороны администрации, однако, его политическая поддержка была существенно слабее, чем у президента Буша из Техаса, или у президента Рейгана, при котором проект начался. Возможно, самое главное состояло в том, что многие члены конгресса (особенно новые) ощущали необходимость продемонстрировать свою бережливость, проголосовав против финансирования хоть чего-нибудь. Стоимость проекта ССК составляет 0,043 % федерального бюджета, однако проект является удобным политическим символом.

В дебатах по ССК чаще всего звучала нота озабоченности приоритетами. Это действительно серьезный вопрос. Всегда очень трудно тратить деньги на другие дела, видя, как некоторые наши граждане недоедают и не имеют крыши над головой. Но некоторые члены конгресса отмечали, что те преимущества, которые в перспективе получит наше общество, поддерживая фундаментальную науку, перевешивают любой сиюминутный выигрыш, который может быть получен на те деньги, о которых идет речь. С другой стороны, многие члены конгресса, энергично ставившие под сомнение финансирование ССК, регулярно голосовали за другие, значительно менее важные проекты. Более крупные проекты, например космическая станция, пережили этот год не из-за их внутренней ценности, а из-за того, что так много избирателей членов конгресса экономически заинтересованы в этих программах. Возможно, что если бы Суперколлайдер стоил вдвое дороже и обеспечивал вдвое большее число рабочих мест, он бы проскочил легче.

Оппоненты ССК выдвигали обвинения в плохом управлении и безудержно растущей стоимости проекта. На самом деле никаких признаков плохого управления не было, а причиной роста расходов почти всегда были задержки финансирования со стороны правительства. Я утверждал это, давая показания в сенатском комитете по энергетике и естественным ресурсам в августе 1993 г. Но лучшим ответом на эти обвинения было сделанное в августе заявление министра энергетики О’Лири, что после израсходования 20 % от полной стоимости проект готов ровно на 20 %.

Некоторые члены конгресса доказывали, что, несмотря на научную ценность ССК, мы просто не можем позволить себе осуществить его сейчас. Но когда бы ни начал осуществляться проект таких масштабов, в течение тех лет, которые уйдут на его осуществление, обязательно найдется период, когда с экономикой будут нелады. Что же нам делать: не начинать вообще больших проектов, или прерывать их, как только в экономике намечается спад? После того, как мы списываем в корзину два миллиарда долларов и десять тысяч человеко-лет, уже вложенных в ССК, какие ученые или какое иностранное правительство захотят в будущем участвовать в любом подобном проекте, который может быть прерван, как только с экономикой опять что-то не так? Очевидно, что любая программа должна пересматриваться, если к этому вынуждают изменения в науке или технологии. Ведь именно физики – специалисты в области высоких энергий – взяли на себя инициативу по закрытию последнего проекта большого ускорителя ИЗАБЕЛЛА, как только это стало соответствовать изменению физических целей. Но никаких изменений в мотивах постройки ССК не произошло. Прекращая сейчас программу ССК, после всей проделанной работы только потому, что в этом году напряженный бюджет, Соединенные Штаты, похоже, навсегда прощаются с любой надеждой иметь когда-нибудь солидную программу исследований в области физики элементарных частиц.

Возвращаясь мыслями к летней битве, я утешаю себя тем, что некоторые члены конгресса независимо от любых экономических или политических мотивов, заставивших их поддержать ССК, по-настоящему заинтересовались той наукой, ради которой проект осуществляется. Один из них – сенатор Беннет Джонстон из Луизианы, который организовал группу поддержки проекта ССК во время дебатов в сенате. Его родной штат был экономически существенно заинтересован в строительстве магнитов для ССК, но помимо этого Джонстон оказался большим почитателем науки, что продемонстрировала его яркая речь на слушаниях в сенате. То же самое интеллектуальное восхищение наукой можно было обнаружить в заявлениях других членов конгресса: сенаторов Мойнихена из Нью-Йорка и Керри из Небраски, конгрессменов Надлера из Манхэттена и Гепхардта из Миссури, а также научного консультанта президента Джека Гиббонса. В мае 1993 г. я был членом группы физиков, которая встречалась с вновь избранными членами конгресса. После того, как другие поговорили о ценном технологическом опыте, который будет получен при строительстве ССК, я заметил, что хотя не очень разбираюсь в политике, не следует забывать, что есть немало избирателей, искренне интересующихся фундаментальными научными проблемами, а не только любыми технологическими приложениями. Конгрессмен из Калифорнии заметил после этого, что он согласен со мной только в одном пункте – в том, что я не разбираюсь в политике. Чуть позже в комнату вошел сенатор из Мэриленда, и, немного послушав дискуссию о побочных технологических результатах, заметил, что не следует забывать, что многие избиратели, кроме всего прочего, интересуются фундаментальными проблемами науки. Я ушел счастливым.