Тончайшее несовершенство, что порождает всё. Долгий путь частице Бога и Новая физика, которая изменит мир - Гвидо Тонелли

необычной дифракции, получившей его имя, не только сделало его самым молодым лауреатом в истории нобелевских премий (ему было всего 25 лет, когда он оказался в Стокгольме), но и позволило нам подробно изучить, из чего состоят атомы и молекулы. Революция, разразившаяся благодаря этому открытию, затронула химию, фармацевтику, материаловедение, биологию и много других дисциплин.

То же можно сказать и о лазерах. Поначалу, когда ими занимались в лабораториях, считалось, что эти аппараты никогда не принесут никакой практической пользы[53]. Кто мог подумать, что они столь нагло ворвутся во все уголки нашей повседневности? Сегодня при помощи лазеров лечат глазные болезни, разбивают тромбы, закупоривающие артерии, проигрывают музыку и показывают кинофильмы; при помощи лазера продавщица в супермаркете узнает цену товара, положенного нами в тележку, а группа хулиганов на стадионе пытается помешать вратарю команды-соперника; тонкие мощные лучи лазера используются и в промышленности – для того, чтобы проделывать отверстия в керамических или металлических пластинах.

У нас есть все основания быть уверенными в том, что тихая и незаметная трансформация не прекращается ни на минуту. Уже сегодня технологии, разработанные при постройке LHC, незаметно проникают в окружающую нас действительность. Скажем, для производства наших магнитов потребовалось сделать сверхпроводящие кабели с очень высокой пропускной способностью – и те же самые кабели стали использовать в магниторезонансных аппаратах нового поколения, которые благодаря этому стали мощнее, компактнее и экономичнее. А из‑за уменьшения стоимости и размеров многие больницы, прежде всего в странах третьего мира, получили возможность прибегать к методам диагностики, которые раньше были им недоступны.

Некоторые новые миниатюрные оптические устройства, разработанные нами для LHC, уже используются на телекоммуникационном рынке, где они позволили снизить затраты и повысить производительность.

Новые кристаллы и кремниевые детекторы, промышленно выпускаемые для наших калориметров и трековых камер, необходимы для современнейших медицинских диагностических аппаратов, позволяющих получать более точные изображения и снижать дозы облучения пациентов.

А что уж говорить о распределенных вычислениях! С самого начала было ясно, что даже самые мощные суперкомпьютеры не сумеют справиться с огромным объемом данных, получаемых в ходе экспериментов LHC. Здесь также потребовалась разработка новой технологии, и решением проблемы стали именно они – распределенные вычисления: абсолютно инновационная вычислительная инфраструктура GRID. Эту устремленную в будущее идею начали развивать на заре 1990‑х, и тогда многие сочли ее слишком авантюрной. Суть была проста: поскольку ни один вычислительный центр не обладает достаточной памятью для хранения данных и достаточной вычислительной мощностью для их анализа, то надо создать мировой суперцентр, в котором аккумулировалась бы информация обо всех крупных вычислительных центрах, занимающихся исследованиями. Вот так и образовался кластер из сотен тысяч компьютеров, которые научились работать как единая гигантская вычислительная машина. Данные направлялись туда, где было свободное дисковое пространство, а при необходимости их анализа использовались доступные на тот момент процессоры – независимо от их физического местонахождения.

Так что молодой индийский исследователь, которому надо провести анализ данных по своему классу событий, может сегодня открыть свой ноутбук в Калькутте, подключиться к Сети и запросить интересующие его данные, а потом запустить свои программы анализа и получить нужный график. Он не знает (да ему это и не требуется!), что нужные ему данные частично хранятся в Чикаго, частично в Болонье, что нужный для их анализа софт запускается на Тайване, а график, прежде чем отправиться в Индию, строится в Германии. Вычислительные мощности, с развитием сетей, стали подобны электрическим: когда нужна электроэнергия, не надо покупать генератор и никому не интересно, откуда ему или ей домой поступает напряжение и какие именно силовые подстанции подключаются в тот или иной час дня, в то или иное время года. Все просто: подключайся, пользуйся, оплачивай счета. Благодаря Сети то же самое происходит и с вычислениями: доступ к суперкомпьютеру могут получить даже те, кто находится в стране с не очень развитой инфраструктурой. Таким образом, тысячи пользователей проводят свои вычисления параллельно и платят смехотворную цену в сравнении с затратами на создание множества вычислительных центров по всему миру.

Как и в случае с любой новаторской идеей, потребовалось много времени – целых пятнадцать лет выматывающей работы, – чтобы создать новую архитектуру и добиться ее безотказного и надежного функционирования. Компьютинг, став распределенным, словно рождается заново. Вычислительные ресурсы сразу оказались значительно мощнее и значительно дешевле, да вдобавок – доступными всем. Наши успехи на LHC подтолкнули к использованию новой архитектуры и в других исследовательских областях, где требуются обширные вычислительные ресурсы, – например, в метеорологии или в гидродинамике; возник и коммерческий вариант распределенных вычислений – cloud, или “облачные”, вычисления вошли в широкий обиход как удобный инструмент, с помощью которого миллионы пользователей получают доступ к необходимым для них вычислительным ресурсам.

Ускорители, используемые для наших исследований, я бы уподобил алмазному долоту турбобура, что помогает познать тайны природы, и их семейство становится все более многочисленным. По современным оценкам, в мире сейчас более 30 тысяч ускорителей, но только 260 из них, меньше 1 %, используются в исследовательских целях. 50 % востребованы в медицине (лучевая терапия, лечение онкологических заболеваний, производство изотопов в диагностических целях, радиофармакология). Еще 41 % применяется для внедрения ионов примесей в кристаллы кремния или в другие полупроводники при производстве микросхем. Оставшиеся 9 % задействованы в иных производственных процессах.

Без физики не было бы современной медицины. Без ускорителей не было бы миниатюрных электронных устройств, обеспечивающих функционирование всего на свете: самолетов, поездов, автомобилей, станков, компьютеров – в том числе и того, на котором я сейчас пишу, – и никогда не разлучающихся с нами смартфонов. И кто может гарантировать, что человечество не получит нечто подобное, воспользовавшись более недавними открытиями, включая те, что кажутся нам сейчас слишком абстрактными и бесконечно далекими от повседневной жизни?

Когда меня спрашивают, какой прок обычному человеку от бозона Хиггса, я говорю, что не знаю. Я не в силах вообразить, на что можно было бы употребить коллимированный пучок бозонов Хиггса, и я понятия не имею, что можно извлечь из понимания, как работает новое скалярное поле. Но я уверен, что рано или поздно кто‑то посмеется над этими моими словами, как сегодня мы улыбаемся, перечитывая дебаты физиков 1930‑х годов об антиматерии. Никто из величайших ученых того времени, ни Пол Дирак, ни Герман Вейль, ни Карл Дейвид Андерсон, даже представить себе не мог, что всего через несколько десятилетий те странные частицы, которые они назвали позитронами, будут в каждодневном режиме использоваться в сотнях больниц, где есть установки ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография). Во всем мире антиматерия используется не для того, чтобы делать ужасные бомбы,