В поисках частицы Бога, или Охота на бозон Хиггса - Иэн Сэмпл

В Кембриджском университете физик-теоретик Адриан Кент открыто оспорил предположения, на которых основывались выводы о безопасности коллайдеров152. Эксперты Брукхейвенской лаборатории утверждали, что одних аргументов, основанных на аналогии с космическими лучами, достаточно, чтобы гарантировать безопасность экспериментов RHIC. Кент назвал этот довод “очень некорректным”, эксперты Брукхейвена согласились, пересмотрели свой отчет и убрали его.

Кент утверждал, что, в то время как верхний предел риска — один на 50 миллионов — может показаться низким (это примерно четверть шанса на выигрыш джекпота в лотерее Великобритании), при его расчете необходимо принимать во внимание ценность того, что стоит на кону. Если бы что-то пошло не так, как рассчитывали ученые, это могло бы не только сразу уничтожить все население в мире, насчитывавшее тогда 6,7 миллиарда, — у человечества и всех других живущих на Земле видов была бы отнята навсегда возможность возродиться в будущем!

В среде страховщиков считается, что, если есть вероятность одна на 50 миллионов убить 6,7 миллиарда человек, она может рассматриваться как эквивалент ожидания гибели 134 человек. Цифра получается путем умножения дроби, соответствующей риску, на число жизней, поставленных на карту. Конечно, ни один эксперимент, в котором ожидается такое большое количество смертей, не смог бы получить разрешения правительства. Но эксперименты на RHIC получили добро отчасти в силу того, что начальный анализ безопасности, проделанный в Брукхейвенской лаборатории, был слишком оптимистичным. “Насколько мне известно, в Брукхейвене не стали пытаться получить разрешение на эксперименты с учетом пересмотренных оценок, и, кроме того, существенно измененный вариант анализа рисков не был доведен до сведения СМИ и общественности. На мой взгляд, это неправильно”, — прокомментировал Кент.

Играя роль адвоката дьявола, Кент продолжал искать другие изъяны в рассуждениях ученых, которые они использовали, чтобы убедить всех в безопасности коллайдеров. В частности, он нашел еще один возможный сценарий бедствия, о котором никто не задумывался. Обе комиссии экспертов по безопасности утверждали, что положительно заряженные странглеты безопасны, потому что они будут отталкивать окружающие атомные ядра, а не поглощать их. Но что, если один из них умудрится найти некий способ добраться до Солнца? Оказавшись внутри Солнца, он сможет запустить катастрофический сценарий, который уничтожил бы его.

Кент утверждал, что компоненты детекторов коллайдеров могут оказаться загрязненными положительными странглетами (никто не знает, каким образом). Тогда в переработанном виде они могли бы войти в состав деталей космического корабля, который в один прекрасный день отправится на исследование космоса и в конечном итоге попадет на Солнце. Кроме того, террористы-технофилы могут добраться до каких-нибудь загрязненных материалов и угрожать отправить их в космос, если не выполнят их требований. Кент предположил, что это грозит человечеству Армагеддоном, и предупредил, что “лабораторные материалы, возможно загрязненные положительно заряженными странглетами, представляют собой потенциальную опасность, хотя и небольшую, но о ней нужно все время помнить”. При этом он признает, что любая группа террористов с деньгами и соответствующим знанием о том, как использовать такое оружие, “может реально угрожать и менее экзотической катастрофой”.

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.