Стивен Вайнберг - Мечты об окончательной теории: Физика в поисках самых фундаментальных законов природы

• Название: Мечты об окончательной теории: Физика в поисках самых фундаментальных законов природы
• Автор: Стивен Вайнберг
• Издательство: Едиториал УРСС
• Жанр: Физика
• 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.

---

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.

Дебаты о Суперколлайдере приводят и к более серьезным размышлениям. В течение столетий взаимоотношения науки и общества управлялись молчаливым соглашением. Ученые обычно хотели делать открытия, которые были бы универсальными, красивыми или фундаментальными, независимо от того, можно ли было предвидеть от них какой-либо конкретный выигрыш для общества. Некоторые люди, сами не являющиеся учеными, считают такую чистую науку очень увлекательной, но общество, в лице конгрессмена из Калифорнии, обычно желает поддерживать исследования в области чистой науки, главным образом, в ожидании новых приложений. Обычно такие ожидания оправдывались. Это не означает, конечно, что любая работа в науке обязательно приведет к чему-нибудь полезному. Речь идет о том, что, раздвигая границы знания, мы надеемся обнаружить действительно новые явления, которые могут оказаться полезными, как это случилось в свое время с радиоволнами, электронами и радиоактивностью. При попытках совершить эти открытия мы вынуждены проявлять технологическую и интеллектуальную виртуозность, приводящую к новым приложениям.

Но сейчас этой сделке, похоже, приходит конец. Не только некоторые члены конгресса потеряли доверие к чистой науке. Борьба за финансирование привела некоторых ученых, работающих в более прикладных областях, к отказу в поддержке тех из нас, кто занимается поиском законов природы. Те проблемы, с которыми столкнулся проект ССК в конгрессе, есть лишь один симптом этого разочарования в чистой науке. Другим является недавняя попытка сената потребовать, чтобы национальный научный фонд выделил 60 % своих расходов на социальные нужды. Я не утверждаю, что деньги будут потрачены плохо, но ужасает то, что некоторые сенаторы выбрали исследования в чистой науке как то место, откуда эти деньги можно забрать. Споры об ССК подняли вопросы, значение которых далеко выходит за рамки этого проекта, и которые останутся с нами в грядущие десятилетия.

Остин, Техас

Октябрь 1993 г.

Подстрочные примечания

А1

Centre Eurepeen des Recherches Nucleaire (CERN) – Европейский Центр Ядерных Исследований. – Прим. перев.

А2

Имеется в виду 1992 г. – Прим. перев.

А3

К сожалению, судьба ССК определилась: конгресс США прекратил финансирование строительства в конце 1993 г. О последствиях этого решения подробнее будет сказано ниже. – Прим. перев.

А4

Пробелы между инициалами, а также в общераспространенных сокращениях т.д., т.е. и подобных здесь и далее пропущены, чтобы избежать появления разрывов строк посреди тесно связанных между собой сочетаний слов. Использование для этой цели неразрывных пробелов невозможно, т.к. они удаляются библиотечными скриптами. – Прим. авторов fb2-документа.

А5

Перевод Б. Пастернака.

А6

Мы будем использовать общепринятую единицу измерения энергии электронвольт (эВ). Такую энергию получает электрон, если его проталкивает по проводу батарейка напряжением 1 В.