На службе у войны: негласный союз астрофизики и армии - Тайсон Нил Деграсс

Сегодня, пока частные коммерческие американские компании доводят до ума «космическое такси», которое сможет заменить «шаттлы», Россия, наш непростой партнер, возит наших астронавтов на Международную космическую станцию и обратно за немалые деньги: в 2016 году за одно место в оба конца надо было выложить около 71 миллиона долларов, а по новому контракту эта цифра выросла до 82 миллионов. И поскольку на настоящий момент России нет альтернативы, в таком росте цены нет ровно ничего удивительного: закон спроса и предложения в действии, больше ничего.

Сегодня глаза американских физиков, работающих в области элементарных частиц, мечтательно устремлены через Атлантический океан и Альпы на Большой адронный коллайдер в Швейцарии, близ Женевы – самый мощный ускоритель в истории, в котором моделирование условий, соответствующих самым ранним моментам Большого взрыва, позволило получить долгожданное доказательство существования субатомной частицы, называемой бозоном Хиггса. Лишь некоторым американцам повезло устроиться туда на работу или войти в совместный с Европой проект. Остальным остается только облизываться: европейский коллайдер работает с энергиями впятеро меньшими, чем достигались бы в американском Сверхпроводящем суперколлайдере, не похорони Конгресс этот проект в 1993 году, в те несколько кратких лет, когда между Соединенными Штатами и Советским Союзом неожиданно наступил мир. На этой истории стоит остановиться подробнее.

В 1970-х годах астрофизики пришли к пониманию, что физические условия, реализовавшиеся 14 миллиардов лет назад в плотной и горячей новорожденной Вселенной, могли бы быть воспроизведены в ускорителе частиц. И чем выше энергия, достигаемая частицами в ускорителе, тем ближе ученые могли бы подобраться к моменту самого Большого взрыва.

Ключ к достижению высоких энергий – генерация все более сильных магнитных полей, разгоняющих заряженные частицы до невообразимо высоких скоростей. Кольцо ускорителя становится для частиц гоночным треком. Если заставить ускоренные частицы сталкиваться друг с другом лоб в лоб, рождаются частицы совершенно новые – некоторые из них уже предсказаны, а некоторые появляются совершенно неожиданно. К 1980-м годам использование сверхпроводящих материалов позволило генерировать в ускорителях гораздо более сильные магнитные поля и, следовательно, сталкивать частицы значительно более высоких энергий.

Сейчас под управлением Министерства энергетики США работает семнадцать национальных научных лабораторий. Они часто кооперируются с университетами, и часть из них имеют ускорители частиц, каждое поколение которых позволяет достигать все более высоких энергий. В этом списке лабораторий стоит отметить Стэнфордский линейный ускоритель SLAC в Национальной ускорительной лаборатории в Калифорнии и Национальную ускорительную лабораторию Ферми в Иллинойсе, а также Национальную лабораторию Лоуренса в Беркли при Калифорнийском университете, Национальную лабораторию Окридж при университете штата Теннесси и Брук-хэйвенскую национальную лабораторию в Нью-Йорке, ассоциированную с Университетом Стони Брук. В этих учреждениях работает множество инженеров и физиков, исследующих высокоэнергетические частицы в поисках понимания фундаментальных свойств строения материи.

Можно ли заключить, что Соединенные Штаты занимаются этими весьма дорогостоящими исследованиями во имя чистой любви к познанию, в погоне за открытиями? Вряд ли. Большинство американских ускорителей построено в годы холодной войны, когда физика частиц была жизненно необходимым ресурсом увеличения летальности ядерного оружия. Так астрофизика – и, в частности, физика космических частиц, ветвь космологии – стала еще одним, хотя и вспомогательным, научным приоритетом государства, ведущего холодную войну. Астрофизика и военные всегда заодно, показывает ли их общий сигнальный поплавок прилив или отлив в политическом океане.

Осенью 1987 года, пройдя уже половину своего второго президентского срока, Рональд Рейган санкционировал строительство Сверхпроводящего суперколлайдера (SSC), который председатель Комитета по делам науки, космоса и техники при Палате представителей назвал «крупнейшим проектом в сфере гражданского строительства в истории Соединенных Штатов». Для возведения этого сооружения, длина окружности которого должна была составить пятьдесят четыре мили, требовалось найти достаточно большой американский штат с относительно пустынными территориями, глубинное геологическое строение которых выдержало бы прокладку туннелей. Из восьми штатов-претендентов был выбран Техас – в частности, окрестности городка Уоксахачи, лежащие над геологической формацией, известной как Остинские известняки. SSC в двадцать раз обгонял по энергиям любой из существовавших или планировавшихся коллайдеров мира. Это было бы техническое чудо, на десятилетия гарантировавшее Америке лидерство в физике частиц. И при первоначальной оценке стоимости в 4,4 миллиарда долларов это был бы самый дорогой ускоритель в истории.

Но спустя два года рухнула Берлинская стена; еще через два года распался Советский Союз. Рассеялся финансовый энтузиазм, порождаемый холодной войной. К февралю 1993 года Главное контрольно-финансовое управление США подготовило для Конгресса документ, озаглавленный просто: «Перерасход бюджета и отставание от графика работ на суперколлайдере». В июне 1993 года руководители проекта были вызваны «на ковер» в Контрольно-следственный подкомитет Палаты представителей – не затем, чтобы защищать ценность коллайдера в плане его вклада в передовую физическую науку, но, что имело для членов подкомитета гораздо большее значение, чтобы защищаться от подробно обоснованных обвинений в должностных злоупотреблениях[24]. Хоть время было мирное, перерасход средств и бесхозяйственность рассматривались как смертный приговор проекту, а не как обычные недоработки, неизбежные, когда делается что-то такое, чего раньше никто не делал.

Конечно, в решении Конгресса о прекращении финансирования SSC, принятом в октябре 1993 года, спустя два года после начала строительства ускорителя, не было сказано прямо: «Мы выиграли холодную войну, и поэтому нам больше не нужны физики и их дорогие игрушки». Принятое решение обосновывалось перерасходом средств и сдвигом национальных приоритетов. Кроме того, за сравнимую цену Техас получал новую космическую станцию со штаб-квартирой в принадлежащем NASA Космическом центре Джонсона в Хьюстоне. А чтобы Конгресс в мирное время поддержал два мегапроекта в одном штате…

В этих разборках незаметно обнаружилась еще одна пострадавшая от наступления мира сторона – космологи. Их надежды понять природу самого грандиозного из взрывов, положившего начало всей Вселенной, оказались перечеркнуты, потому что прекратилось полувековое противостояние, державшее человечество в заложниках у самого мощного из взрывных видов оружия.

Однако то, что Америка поставила крест на научном проекте, вовсе не значит, что со скрипом остановились научные исследования и планирование во всем мире. Другие страны, развитые и развивающиеся, начали работу с точки, на которой ее прекратили Соединенные Штаты. Впереди всех оказался Китай, на долю которого между 2000 и 2015 годами пришлось более 31 % мирового прироста расходов на научные исследования против 19 % у Соединенных Штатов[25].

Мы были ослеплены сложившимся у Америки преувеличенным представлением о ее научной и технологической мощи. Как в зеркале Дориана Грея, мы видели лишь наши подогретые войной честолюбивые замыслы, творческие достижения, технические инновации XX столетия, не замечая суровой реальности нового времени. Уже случалось, что сложившиеся системы оценок терпели крах: в искусстве, в коммерции, в спорте. Почему то же самое не могло случиться и в космических делах? Возможно, это уже произошло, и Америка не может претендовать на что-то большее, чем создание и агрессивное продвижение на рынок мелких потребительских продуктов, заменяющих аналогичные существующие, причем отличного качества. «Может быть, Америка проигрывает конкуренцию по многим позициям, от автомобилей до космоса», – пошутил летом 2010-го по Национальному общественному радио его ведущий Скотт Саймон, «но, пока мы способны придумать заправляемую минеральным маслом бритву с пятью лезвиями, мы смотрим будущему в лицо чисто выбритыми».