В поисках частицы Бога - Иэн Сэмпл

Если бы природа провела эксперименты, подобные тем, которые планируется проделать в коллайдерах, теоретические аргументы стали бы весомее. Но даже в этом ученые, не входящие в группы экспертов по безопасности, увидели логические дыры. Действительно, при оценке рисков на основе определенной теории должна приниматься во внимание вероятность того, что эта теория не точна. Если неопределенности в теории достаточно значительны, любая оценка риска на ее основе неправильна. Например, угроза появления черных дыр в ускорителе LHC, как считается, будет минимальной. Обосновывается это тем, что для того, чтобы в современных коллайдерах родилась черная дыра, нужно, чтобы гравитационное поле на микроскопических масштабах вело себя необычным образом. Однако как оно ведет себя на самом деле, пока не ясно. Если все-таки черные дыры образуются, их безвредность основывается на теории Стивена Хокинга, предсказывающей, что они будут излучать тепло и испаряться. Это еще не общепризнанная теория, и детали, конечно, могут измениться.

Перспектива того, что черные дыры могут (с очень малой вероятностью) создать проблему для коллайдера частиц, побудила ученых искать фантастические решения. Если черная дыра и родится, она будет расти очень медленно, что даст исследователям время направить катодно-лучевую трубку на это чудище и накачать ее электронами. По мере заглатывания частиц в черной дыре будет накапливаться отрицательный заряд. Тогда нужно будет изготовить ловушку в виде ящика с отрицательно заряженными металлическими стенками и поймать черную дыру в нее. Стенки будут ее отталкивать, а если создать там вакуум, она будет спокойно парить в воздухе, пока ученые не разберутся, что с ней делать дальше. Одним из вариантов может быть такой: загрузить ящик в ракету и взорвать в космосе. Ученые, придумавшие это решение, признают, что у него могут иметься недостатки...

Когда поднялась шумиха вокруг безопасности RHIC, Франческо Калоджеро предложил самый лучший способ оценки рисков153. Калоджеро — итальянский физик-теоретик, который провел восемь лет в должности генерального секретаря Пагуошских конференций по науке и международным отношениям. Пагуошские конференции — идеальное место для встреч ученых и чиновников из разных стран, где они могут изучать способы разрешения конфликтов и предотвращения эскалации вооружения, причем дискуссии обычно проходят в атмосфере доверия и открытости. В 1995 году Калоджеро принял Нобелевскую премию мира, присужденную совместно Пагуошскому движению и Джозефу Ротблату — физику, родившемуся в Польше и ставшему одним из ведущих сторонников ядерного разоружения.

В 2000 году Калоджеро опубликовал научный доклад, название которого звучит весьма внушительно: “Могут ли лабораторные эксперименты уничтожить планету Земля?” В нем Калоджеро предложил Брукхейвенской лаборатории пригласить две группы ученых: голубая команда занималась бы составлением объективного отчета о безопасности коллайдера, а красная команда, словно адвокат дьявола, всячески пыталась бы доказать, что эксперимент опасен. Две команды должны в конце концов достичь консенсуса и, если возможно, выработать согласованную оценку риска работы ускорителя.

Калоджеро хотелось, чтобы соревнование двух команд заложило бы основы для объективной и открытой критики, к чему, как он понял, его коллеги большой склонности отнюдь не испытывают. Такой вывод он сделал, запросив экспертные оценки безопасности Брукхейвенского коллайдера. Ответы коллег он охарактеризовал следующим образом: “Многие, а в действительности большинство из них, как мне кажется, больше озабочены реакцией СМИ на то, что они или кто-то еще скажет или напишет о безопасности, чем полной научной объективностью приведенных фактов. Их молчаливое согласие с официальной линией руководства граничит с соучастием”.

Ричард Познер — уважаемый американский судья — в своей книге 2004 года “Катастрофа: риск и ответственность” описал недостатки в оценке риска работы ускорителя RHIC. Он поднял вопрос о беспристрастности ученых, призванных судить о безопасности экспериментов, и спрашивал, какую выгоду общество вправе ожидать, допустив определенный уровень риска. Познер призывает адвокатов повысить свою научную грамотность, хотя и предупреждает, что вряд ли многие из них досконально разберутся в квантовой теории и элементарных частицах, а также в сложностях оценки рисков. Познер считает, что решение таких вопросов должно быть отдано в руки членов постоянного “Совета по оценке рисков возникновения катастрофы”, а тот бы давал красный свет проектам, влекущим “неприемлемый для выживания человечества риск”.

Какие уроки мы должны извлечь из этого? История показывает, что всегда находятся некоторые неизвестные сущности, прячущиеся в теориях ученых и грозящие концом света, а шансы случайного возникновения катастрофы почти наверняка точно никто не может оценить. В далеком прошлом эксперимент, в котором пошло что-то не так, влиял только на тех, кто участвовал в нем или находился поблизости, но это давно уже не так. Опасность, исходящая от странглетов и магнитных монополей, уже исключена из рассмотрения, но из физических теорий могут выглянуть и другие опасности. Как обществу решить, стоит ли позволить ученым провести эксперимент, имеющий минимальный риск возникновения общей катастрофы, или нет? Один из аргументов тех, кто хочет запретить коллайдеры, состоит в том, что, поскольку ускорители приносят прямую выгоду только чистой науке, мы и так слишком многое разрешили. Но это близорукий взгляд на вещи. Эксперименты в области физики высоких энергий уже дали человечеству самые разные технологии, и среди них — абсолютно революционные, такие как Всемирная паутина и лечение рака с помощью облучения ионными пучками. Когда ученые добиваются заметного прогресса в чистой науке, за этим часто следуют технологические прорывы. И в этой ситуации лучшее, на что можно надеяться, — это по-настоящему публичная дискуссия, в которой открыто обсуждаются реальные проблемы. Без этого у общества нет никаких шансов принимать обоснованные решения, и по мере развития науки такой подход становится все более актуальным.

Когда Эмиль Конопинский и Эдвард Теллер стали вычислять, может ли атомный взрыв запустить быстро распространяющуюся реакцию синтеза в атмосфере, у них было достаточно знаний о свойствах атомов воздуха, чтобы быть уверенными в полной безопасности. Их выводы утешали. Тогда их расчеты ознаменовали исторический момент: ученые впервые серьезно отнеслись к тому, что в их власти уничтожить все живое. Марбургер вспомнил этот эпизод, когда публикации в “Scientific American” вызвали всплеск волнений по поводу шансов наступления Судного дня при включении коллайдеров. “У всех на уме была аналогия с испытанием “Троицы”, первой атомной бомбы в мире, — сказал он мне. — Я хотел, чтобы Фрэнк Вильчек имел это в виду, когда писал свою статью”. Испытание “Троицы” 16 июля 1945 года в Нью-Мексико было первой демонстрацией силы ядерного оружия.

Сценарии конца света, которые рассматривали ученые в Брукхейвенской лаборатории и ЦЕРНе, могут показаться нелепыми. Представьте себе: вместо построения коллайдера, что сопряжено с некоторым трудно оцениваемым риском уничтожения мира, некий злокозненный властитель заставляет ученых построить машину для уничтожения планеты. Сначала у них возникнут споры о том, как это сделать. В конце концов последний вариант машины потребует пересмотра бюджета. И даже если она будет построена, прежде чем заработает как нужно, потребуется доработка ее конструкции. Уничтожение планеты — далеко не тривиальное дело.