4 июля исследователи Европейского совета ядерных исследований (Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire — CERN) объявили: на Большом адронном коллайдере (БАК) выявлены доказательства существования частицы, по массе соответствующей предсказанию Питёра Уэйра Хиггса. Правда, прочие свойства этой частицы предстоит изучать ещё долго, но по первому впечатлению она вполне укладывается в теорию.
Уже похоже, что частица — бозон, то есть имеет целочисленный спин. Эта квантовая характеристика, примерно соответствующая моменту количества вращения, всегда кратна 1/2 некоторой константы, важной для всех теорий, опирающихся на квантовую механику. Поведение частиц со спином, кратным чётному (бозоны) и нечётному (фермионы) числу «половинок», столь сильно различается, что описывается разными статистическими закономерностями (частицы и названы по фамилиям основных разработчиков соответствующих статистик — Шатьендраната Сурьендранатовича Бозе и Энрико Альбертовича Ферми) и позволяет им играть в природе совершенно разные роли. В частности, только бозоны могут обеспечивать взаимодействие других частиц.
Для самой теории фундаментальных взаимодействий открытие очень значимо. Достаточно напомнить: бозон Хиггса — ключевое звено простейшего объяснения происхождения массы всех частиц. Если бы этого бозона не было, то в рамках нынешней теории (неплохо описывающей практически все наблюдения физиков) частицы вовсе не имели бы массы покоя, а могли существовать только в движении со скоростью света. То есть теоретикам пришлось бы разработать другое — куда более сложное — объяснение их массы.
Но к чему нам беспокоиться о проблемах теоретиков? Физика элементарных частиц соприкасается с нашей повседневностью, на первый взгляд, разве что в реакторах атомных электростанций. Да и там уже подробно проработаны не только общефизические, но и почти все инженерные проблемы. Не лучше ли вовсе забыть о дальнейшем усложнении этой теории? Особенно если учесть, сколько потрачено на строительство БАКа и многолетние эксперименты на нём.
Для ответа на столь серьёзный вопрос надо отойти достаточно далеко в прошлое. Дабы увидеть весь размах решаемой задачи.
В 1831‑м Майкл Джэймсович Фарадей открыл электромагнитную индукцию — возникновение разности электрических потенциалов между частями проводника, движущегося в магнитном поле. В те давние времена великосветское общество считало одной из своих обязанностей интерес к развивающейся науке. Фарадей регулярно выступал с публичными лекциями — благо ему хватало своих открытий для выступлений. Слушатели задавали ему немало вопросов, доказывающих внимание и понимание. В частности, не раз спрашивали о возможной пользе от электромагнитной индукции. История донесла два ответа: светской даме — «Мадам, а какова польза от новорождённого младенца?» и министру финансов — «Когда-нибудь Вы сможете обложить это налогом».
Правда, налога пришлось ждать долго. Первые работоспособные генераторы электрического тока, работающие на принципе электромагнитной индукции, появились через пару десятилетий после открытия. Первые генераторы, пригодные для промышленного — долгого и непрерывного — применения, возникли ещё через пару десятилетий. Примерно столько же времени отняло создание первых общедоступных сетей электропередачи, питающейся от больших генераторов, установленных в отдельных зданиях. Затем началась повсеместная — от станков на заводах до бытовой техники — установка электромоторов, питающихся от этих генераторов. Возможности нового оборудования оказались столь велики, что Владимир Ильич Ульянов восторженно сказал: «Коммунизм есть советская власть плюс электрификация всей страны». Электрифицированное производство настолько производительнее прежнего (с приводом большей части станков от общецеховой или даже общезаводской паровой машины через длинные механические передачи), что основной экономический выигрыш получился не от прямого налогообложения электрогенераторов, действующих благодаря открытию Фарадея, а от роста производства в целом.
Но потенциал открытия — даже столь фундаментального — не безграничен. К концу 1920‑х годов взрывной рост электрификации сменился в большей части промышленно развитых стран плавным ростом в темпе развития прочих звеньев экономики. Есть немалые основания считать это относительное замедление одной из причин разразившейся в октябре 1929‑го Первой Великой депрессии.
Нынешняя — Вторая — Великая депрессия началась через восемь десятилетий после первой. Как мне представляется, в числе её причин — исчерпание потенциала другого фундаментального открытия. В 1900‑м началось формирование квантовой механики. К 1927‑му сформулированы её основные законы, разработана технология её применения ко многим конкретным физическим задачам. Через два десятилетия квантово-механическое объяснение получила физика твёрдого тела. На её основе началось систематическое исследование полупроводников, до того изучаемых только на опыте, без особой теории. Сразу же появился транзистор — полупроводниковый аналог электронной лампы. Ещё через два десятилетия началось бурное развитие интегральных схем, где множество транзисторов (и других элементов) выращивается на одном кристалле. К концу 1980‑х интегральные схемы, насчитывающие уже сотни тысяч и даже миллионы элементов, подешевели настолько, что их стали включать в бытовые приборы (как электромоторы в начале века). Ещё через пару десятилетий число бытовых приборов на интегральных схемах (уже порою с миллиардами элементов на одном кристалле) стало расти всего лишь в меру общего роста экономики. И этот рост сразу же приостановился, ибо твердотельная электроника уже не тянет за собою прочие отрасли.
Фундаментальные открытия случаются не часто. К сожалению, ни в 1929‑м, ни в 2008‑м не нашлось открытия, чьи прикладные плоды могли бы перенять эстафету и стать новыми локомотивами непрерывного развития. Может быть, именно поэтому обе депрессии стали Великими.
Тем важнее не упускать ни единой возможности открыть нечто способное — пусть и в отдалённом будущем (как видно из приведенных примеров — через восемь десятилетий, или два так называемых кондратьевских цикла развития инфраструктуры хозяйства) — подхватить эстафету и предотвратить обвал мира в новую Великую депрессию. Наше собственное развитие и благополучие обеспечено достижениями многих поколений предков. Соответственно и мы обязаны достичь чего-то способного обеспечить развитие и благополучие наших потомков. Не знаю, какую именно отрасль грядущего хозяйства создаст свежеоткрытый бозон Хиггса. Но уверен: деньги, истраченные на строительство БАКа (и на деятельность CERN в целом) не выброшены на ветер. Они вложены в наше будущее. Как деньги, потраченные на эксперименты Фарадея в XIX веке и теоретические разработки под руководством Нильса Хенрика Давида Христиановича Бора в XX, вложены в нас нынешних.
Оплачивайте будущее — это всегда окупится.
