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

Существует множество других новых явлений, которые могли бы быть исследованы на ускорителях типа ССК: частицы, из которых состоят кварки внутри протонов, любые из множества суперпартнеров известных частиц, требуемых теорией суперсимметрии, новые типы взаимодействий, связанные с новыми внутренними симметриями и т.п. Мы не знаем, существуют ли перечисленные частицы и явления, и если они существуют, могут ли они быть открыты на ССК. Поэтому ободряющим является уже то, что мы заранее знаем по крайней мере об одном открытии огромного значения, которое можно совершить на ССК, – установлении механизма нарушения электрослабой симметрии.

После того, как министерство энергетики приняло решение о строительстве ССК, несколько лет ушло на планирование и проектирование, прежде чем смогло начаться само строительство. На основании давнего опыта известно, что хотя такое предприятие и спонсируется федеральным правительством, руководство им лучше всего осуществляется частными агентствами, поэтому министерство энергетики передало управление исследовательскими и конструкторскими работами университетской исследовательской ассоциации, некоммерческому консорциуму из шестидесяти девяти университетов, уже руководившему в свое время постройкой Лаборатории им. Ферми. Ассоциация в свою очередь привлекла университетских специалистов и ученых из промышленности в совет наблюдателей за постройкой ССК. Этот совет передал полномочия по детальной разработке конструкции ускорителя центральной конструкторской группе в Беркли, которую возглавил Маури Тайгнер из Корнеллского университета. К апрелю 1986 г. центральная конструкторская группа завершила проектирование. Ускоритель должен был представлять собой туннель диаметром три метра, образующий овал длиной 83 км, в котором должны были ускоряться летящие в противоположных направлениях два тоненьких протонных пучка энергией 20 триллионов электрон-вольт. Протоны удерживались на своей траектории 3 840 отклоняющими магнитами (длиной 17 м каждый) и фокусировались другими 888 магнитами. В целом, на все магниты должно было уйти 41 500 т железа и 19 400 километров сверхпроводящего кабеля. Они должны были охлаждаться 2 миллионами литров жидкого гелия.

30 января 1987 г. проект был одобрен Белым домом. В апреле министерство энергетики приступило к поиску места строительства, обратившись с просьбой к заинтересованным штатам высказывать свои предложения. К установленному сроку, 2 сентября 1987 г., оно получило сорок три предложения (общее число документов весило около 3 т) от штатов, желавших осуществить проект ССК на своей территории. Комитет, назначенный национальными академиями науки и техники, уменьшил число заявок до семи «лучше всего обоснованных» мест, и, наконец, 10 ноября 1988 г. министр энергетики объявил решение министерства: ССК будет построен в округе Эллис, Техас.

Отчасти, причина этого выбора лежит глубоко под поверхностью Техаса. На север от Остина до Далласа тянется геологическая формация возрастом 84 млн лет, известная как Остинское меловое отложение. Оно возникло из осадочных пород на дне моря, покрывавшего большую часть Техаса в меловом периоде. Мел непроницаем для воды, достаточно мягок для рытья, и в то же время, достаточно тверд для того, чтобы не было необходимости дополнительно укреплять стены туннеля. Трудно было бы найти более удачный материал, в котором предстояло прорыть туннель ССК.

Тем временем только разворачивалась борьба за финансирование ССК. Критическим для такого рода проектов является первое ассигнование на строительство. До этого момента проект состоит только из исследовательских и конструкторских работ, которые могут быть остановлены так же легко, как были начаты. Но как только начинается само строительство, остановить его политически неудобно, так как остановка означает молчаливое признание, что все деньги, уже потраченные на строительство, выброшены на ветер. В феврале 1988 г. президент Рейган запросил конгресс о выделении 363 млн долларов на строительство, но конгресс выделил только 100 млн и специально позволил тратить эти средства только на разработку и конструирование, но не на строительство.

Проект ССК продолжался так, как будто его будущее было обеспечено. В январе 1989 г. была избрана техническая администрация, и директором лаборатории ССК стал Рой Швиттерс. Этот бородатый, но сравнительно молодой физик-экспериментатор, которому исполнилось тогда 44 года, уже доказал свои способности управленца, возглавляя главную экспериментальную группу на ведущей в США установке по физике высоких энергий – коллайдере Тэватрон в Лаборатории им. Ферми. 7 сентября 1989 г. появились хорошие новости: сенатский комитет согласился ассигновать 225 млн долларов в 1990 бюджетном году причем 135 млн предназначалось на строительство. Проект ССК наконец-то выходил из стадии исследований и конструирования.

Но борьба не закончилась. Каждый год администрация ССК ставила перед конгрессом вопрос о финансировании, и каждый год произносились одни и те же аргументы за и против[237]. Только очень наивный физик удивился бы, насколько далеки эти споры от нарушения электрослабой симметрии или окончательных законов природы. Но только очень циничный физик не был бы огорчен самим фактом этих споров.

Единственный самый сильный фактор, заставлявший политиков поддерживать или отвергать ССК, состоял в сиюминутных экономических интересах их избирателей. Гроза проекта в конгрессе, член палаты представителей Дон Риттер сравнил ССК с «казенным пирогом», который некоторые влиятельные конгрессмены поддерживают только из политических соображений. Прежде чем было выбрано место строительства ССК, со стороны тех, кто надеялся, что выбор падет на его штат, была широкая поддержка проекта. Когда я в 1987 г. выступал в поддержку проекта перед сенатским комитетом, один из сенаторов заметил мне, что сейчас ССК поддерживают около сотни сенаторов, но после того, как будет объявлено место строительства, их останется только два. Конечно, поддержка сократилась, однако оценка сенатора была чересчур пессимистичной. Возможно, это связано с тем, что компании по всей стране получили контракты на компоненты ССК, но я полагаю, что это отражает и определенное понимание важности проекта как такового.

Многие оппоненты ССК указывают на срочную необходимость сократить дефицит федерального бюджета. Это было постоянной темой выступлений сенатора Дейла Бамперса из Арканзаса, главного оппонента ССК в сенате. Я могу понять эту озабоченность, но не понимаю, почему начинать сокращение дефицита нужно именно с исследований на переднем крае науки. Можно подумать о многих других проектах – от космической станции до подводной лодки «Морской волк» – стоимость которых много больше, чем у ССК, но внутренняя ценность намного меньше. Может быть, мы должны продолжать другие проекты из-за желания сохранить рабочие места? Однако деньги, потраченные на ССК, обеспечивают такое же количество рабочих мест, как и любой другой проект. Может быть, не будет слишком циничным предположение, что проекты типа космической станции или подводной лодки слишком хорошо политически защищены сетью аэрокосмических и оборонных компаний, так что ССК остается самой уязвимой мишенью для чисто символического акта сокращения дефицита бюджета.

Одной из постоянных тем в дебатах по поводу ССК было противостояние так называемых большой науки и малой науки. Проект ССК вызвал противодействие со стороны ряда ученых, предпочитающих старый и более скромный стиль научного исследования – эксперименты, проводимые профессором и его студентом в комнатке университетского корпуса. Многие из тех, кто работает в современных гигантских ускорительных лабораториях, тоже предпочли бы физику такого рода, однако, в результате прошлых достижений мы столкнулись с проблемами, которые просто невозможно решить с помощью резерфордовских нитки и сургуча. Я понимаю, что многие авиаторы с грустью вспоминают те дни, когда кабины самолетов были открытыми, однако, таким способом не пересечешь Атлантику.

Противодействие проектам «большой науки» типа ССК исходит и от ученых, которые хотели бы потратить деньги на другие исследования (например, свои собственные). Но я думаю, что они сами себя обманывают. Когда конгресс урезал запрос администрации на проект ССК, освободившиеся деньги были направлены не на науку, а на проекты в гидроэнергетике[238]. Многие из этих проектов являются чистой «кормушкой», и, по сравнению с их стоимостью, средства, потраченные на ССК, являются ничтожными.

ССК также вызвал противодействие тех, кто подозревал, что решение президента Рейгана о его строительстве относилось к тому же типу, что и поддержка проекта противоракетных систем в рамках «звездных войн» и проекта космической станции – этакий бездумный энтузиазм по поводу любого нового большого инженерного проекта. С другой стороны мне кажется, что противодействие ССК у многих коренится и в столь же бездумном отвращении к любому новому большому технологическому проекту. Журналисты регулярно смешивали в одну кучу ССК вместе с космической станцией как ужасные примеры большой науки, несмотря на то, что космическая станция вообще не относится к научным проектам. Противопоставление большой науки и малой науки – хороший способ избежать необходимости обдумывать ценность отдельных проектов.