Коллайдер вместо масла?. Поддержка науки обеспечит нам лучшую жизнь

Коллайдер вместо масла?

Поддержка науки обеспечит нам лучшую жизнь

Несколько слов о коллайдере и бутербродах.

С конца 2008 года мне всё чаще приходится отвечать на вопросы о Большом Адронном Коллайдере. Главных вопросов два: не опасен ли эксперимент, способный породить чёрную дыру, и к чему вообще тратить колоссальные деньги на (по выражению великого физика Льва Андреевича Арцимовича) удовлетворение личного любопытства за государственный счёт.

На первый вопрос ответить — благодаря самой же науке — довольно просто. Если бы чёрная дыра, созданная на коллайдере, существовала неограниченно долго, она и впрямь могла бы постепенно всосать в себя всю нашу планету, а там и Солнечную систему, и — в отдалённой перспективе — всю нашу галактику (хотя в её центре уже миллиарды лет существует чёрная дыра — но звёзды движутся вокруг неё на безопасных расстояниях). Но великий физик Стивен Уильям Фрэнкович Хокинг ещё несколько десятилетий назад доказал: чёрные дыры не вечны.

Случайные — квантовые — колебания вакуума порождают виртуальные — возможные — пары из частицы и античастицы. Их симметрия обеспечивает большинство законов сохранения. Но энергия пары несимметрична, а потому пара может существовать тем меньше времени, чем больше её энергия, и затем исчезает. Но если пара родилась в неоднородном поле, оно растащит частицы, они поглотят часть энергии этого поля и станут реальными.

Около чёрной дыры поле тяготения достаточно, чтобы растащить пару. Одна из частиц поглотится дырой, зато вторая улетит от неё, унося с собой часть энергии — то есть массы — самой дыры. Чем дыра меньше, тем неоднороднее тяготение вокруг неё, тем чаще рвутся виртуальные пары, тем быстрее испарение. Чёрная дыра той массы, какую может произвести энергия столкновения частиц в Большом Адронном Коллайдере, испарится по Хокингу задолго до того, как успеет поглотить хоть одну реальную частицу.

На второй вопрос ответить сложнее. Прежде всего потому, что ни экономика, ни теория решения изобретательских задач — величественное творение блестящего советского изобретателя Генриха Сауловича Альтшуллера — в нашем массовом сознании пока не обладает статусом науки.

Изобретения высшего — первого по Альтшуллеру — уровня рождаются вслед за фундаментальными научными открытиями: невозможно придумать лазер, пока не сформулированы законы квантовой механики. Альтшуллер показал: для воплощения в жизнь любого изобретения требуется множество изобретений меньшей сложности, согласующих творческую идею с возможностями общества в целом и техники в частности. Таким образом, от любого научного достижения до соответствующих ему достижений техники проходит изрядное время, необходимое для создания всей гаммы связанных с ним изобретений — от первого уровня до низшего (по Альтшуллеру — пятого), очевидным образом применяющего уже готовые решения в непосредственно смежных задачах.

В 1831 году Майкл Джэймсович Фарадей открыл электромагнитную индукцию. Но лишь через добрых полвека вращающиеся электрогенераторы, воплотившие открытие, стали главными источниками электричества. Ещё три-четыре десятилетия ушло на массовое внедрение электромеханического оборудования в производство и потребление. Нынешнее изобилие цифровых приборов — от аудиовидеотехники до мобильных телефонов — опирается на технологию больших интегральных схем. Та обеспечена физикой полупроводников. Это частный раздел физики твёрдого тела. А ту стало возможно развивать только после формулирования основных законов квантовой механики.

Открытия не только внедряются медленно, но и не безграничны по техническим возможностям. Электромеханика давно охватила практически все мыслимые сферы своего применения. Дальнейшее её развитие ещё добрых полвека назад не сулило сверхприбыли. Сейчас к этому пределу подошла цифровая техника. Маркетологическое продвижение всё новых вариаций на тему цифромыльницы да миниплеера даёт всё меньшую финансовую отдачу. В этом — одна из причин нынешнего кризиса.

Экономика развивается циклически. Простейшие кризисы перепроизводства, вызванные запаздыванием предложения относительно спроса, бытуют в каждой конкретной отрасли в среднем раз в три года. Замены производственного оборудования дают колебания длиной примерно десять лет. Большие циклы с характерной частотой от четырёх до шести десятилетий, исследованные Николаем Дмитриевичем Кондратьевым, вызваны устарением производственной инфраструктуры — от зданий до дорожной сети. Ещё сильнее отражается на всех сторонах жизни цикл альтшуллеровского перехода — длиной примерно восемь десятилетий — от фундаментального открытия — через развитие соответствующей отрасли науки и создание на её основе отраслей техники — к массовому практическому применению.

Если открытие не сделано, когда развитие человечества подвело к его возможности — не будет через десятилетия и плодов этого открытия. Расходы на фундаментальную науку — посев, откуда взойдёт наше будущее. Урожай соберём не мы. Зато и затраты на сельхозработу невелики: цена того же коллайдера — смехотворно малая доля бюджета любого европейского государства. Пожалеем сегодня денег на фундаментальную науку — сможем намазать на свой хлеб чуть побольше масла. Но нашим правнукам не хватит не только масла, но и самого хлеба.