Достучаться до небес. Научный взгляд на устройство Вселенной
Шрифт:
Нас с Патриком не тревожила перспектива образования опасных черных дыр. Мы хотели понять, смогут ли в БАКе образоваться маленькие, безобидные, стремительно испаряющиеся многомерные черные дыры (по которым можно было бы судить о существовании гравитации высших измерений). У нас получилось, что это будет происходить очень редко, если вообще будет. Разумеется, возникновение крохотных черных дыр, если оно возможно, стало бы фантастическим подтверждением теории, которую предложили мы с Раманом. Но я как ученый обязана уважать научные расчеты. Наши результаты не позволяли нам ожидать слишком многого. Мы с Патриком (как и большинство остальных физиков) не надеемся, что в
Именно так устроена наука. У кого-то возникает идея, он прорабатывает ее грубо и приближенно, а затем через какое-то время сам он или кто-то другой возвращается к этой идее вновь и проверяет детали. Тот факт, что первоначальную гипотезу после дополнительной проверки пришлось переработать, не свидетельствует о ее несовершенстве — это всего лишь признак того, что наука — дело сложное, а прогресс в ней часто достигается небольшими шажками. На промежуточных этапах иногда делаются самые разные поправки, и лишь потом мы окончательно останавливаемся на лучшем варианте — теоретически и экспериментально. Как ни печально, мы с Патриком не успели закончить вычисления вовремя и предотвратить тем самым шумиху в прессе, связанную с черными дырами, а также упомянутый в начале главы судебный иск.
Мы понимали, однако, что в коллайдере — вне зависимости от того, появятся ли там черные дыры — будут появляться другие интересные свидетельства высокоэнергетического взаимодействия частиц, которые сообщат нам что-то важное о фундаментальной природе взаимодействий и гравитации. И, возможно, мы сумеем при достаточно низких энергиях получить свидетельства в пользу существования высших измерений. До тех пор, пока мы не увидим этих экзотических явлений, нечего и надеяться на появление черных дыр. Но не исключено, что эти другие сигналы сами по себе смогут прояснить для нас некоторые аспекты гравитации.
Эта работа поясняет еще одну важную особенность науки. Хотя при переходе от одного масштаба к другому парадигмы иногда сдвигаются достаточно резко, в экспериментальных данных подобных сдвигов не наблюдается практически никогда. Иногда уже полученные данные предваряют сдвиг парадигмы (к примеру, когда квантовая механика в конце концов объяснила давно известные спектральные линии). Но часто небольшие отклонения данных, полученных в ходе активных экспериментов, от предсказанных величин служит лишь прелюдией к появлению куда более впечатляющих свидетельств. Даже опасные приложения научных знаний появляются постепенно. В каком-то смысле ученых действительно можно обвинить в наступлении эры ядерного оружия, но нельзя сказать, что кто-то из них вдруг, неожиданно, открыл атомную бомбу. Для ее создания недостаточно было понять, что масса эквивалентна энергии. Физикам пришлось много работать, чтобы привести вещество во взрывоопасную форму.
Черные дыры вызывали бы тревогу, если бы могли вырасти до гигантских размеров, а расчеты и наблюдения показывают, что этого не произойдет. Но даже если бы это было возможно, сначала о гравитационном сдвиге ученым сказали бы крохотные черные дыры или по крайней мере то гравитационное воздействие на столкновение частиц, о котором только что говорилось.
В качестве итога повторю еще раз: черные дыры не представляют никакой опасности. Но на всякий случай имейте в виду: я готова взять на себя полную ответственность, если черная дыра, возникшая в Большом адронном коллайдере, поглотит нашу планету. А пока вы можете последовать примеру моих первокурсников и заглянуть на сайт http://hasthelargehadroncolliderdestroyed.theworldyet.com.
ГЛАВА 11.
Нейт Силвер, создатель блога FiveThirtyEight, лучше всего предсказавшего итоги президентских выборов 2008 г., в 2009 г. взял у меня интервью для книги о прогнозировании, над которой работал. В тот момент мы стояли перед лицом экономического кризиса, войны в Афганистане, ростом затрат на здравоохранение, потенциально необратимых изменений климата и других неотвратимых угроз. Я согласилась встретиться с ним отчасти из собственного интереса, потому что меня интересовали взгляды Нейта на то, когда и почему сбываются прогнозы.
Тем не менее меня несколько озадачил тот факт, что Нейт выбрал для интервью меня. Я предсказывала только результаты столкновений элементарных частиц, а гости Лас–Вегаса, не говоря уже о правительстве, вряд ли заключают об этом пари. Подумалось, что Нейт, возможно, будет спрашивать про черные дыры в БАКе. Но, несмотря на отвергнутый к тому моменту судебный иск, мне не верилось, что Нейта интересует этот сценарий. Ведь настоящих-то опасностей — взять хотя бы перечисленные выше — вокруг гораздо больше!
Нейта и, правда, не интересовала эта тема. Он задавал мне гораздо более тонкие вопросы о том, как физики рассуждают и откуда берут предсказания относительно БАКа и других экспериментов. Он всерьез интересуется прогнозированием, а ученые постоянно занимаются этим. Нейт хотел больше узнать о том, как мы выбираем вопросы, которые затем ставим перед собой, и какие методы используем в прогнозах. Эти же вопросы мы с вами вскоре рассмотрим более подробно.
Но, прежде чем говорить об экспериментах, которые ставятся на БАКе, и рассуждать о том, что мы можем там обнаружить, мы еще немного поговорим о рисках. Странное сегодняшнее отношение к рискам и путаница в вопросе о том, когда и как следует их предсказывать, безусловно, заслуживают нашего внимания. Новости каждый день сообщают о многочисленных трагедиях, причиной которых стали непредвиденные или не принятые во внимание проблемы. Возможно, физика элементарных частиц и представление о масштабных различиях помогут нам внести некоторую ясность в этот запутанный вопрос. Судебный иск по поводу черных дыр в БАКе был, разумеется, глупостью, но и он сам, и другие, по–настоящему насущные проблемы сегодняшнего дня поневоле заставляют задуматься о том, как важно заранее предусмотреть возможные риски.
Предсказания в физике элементарных частиц сильно отличаются от оценки рисков в реальном мире, и мы с вами в одной-единственной главе можем лишь очень поверхностно затронуть вопросы оценки и снижения рисков. Более того, пример с черными дырами не стоит обобщать, поскольку в данном случае риска как такового практически не существует. Тем не менее он может оказаться полезным при рассмотрении вопросов оценки и учета рисков. Мы увидим, что, хотя черные дыры в БАКе никогда никому не угрожали, некорректный прогноз часто бывает очень опасен.
РИСКИ СЕГОДНЯШНЕГО ДНЯ
Рассматривая предположения о черных дырах в БАКе, физики экстраполировали существующие научные теории на еще не исследованные энергетические масштабы. Обоснованные научные рассуждения и четкие экспериментальные данные позволили нам сделать вывод, что ничего катастрофического произойти не может, хотя мы и не знали на тот момент, что покажут реальные эксперименты. Ученые пришли к единому мнению о том, что опасность от черных дыр в коллайдере пренебрежимо мала и никак не может представлять проблемы, даже на промежутках времени, сравнимых со временем жизни Вселенной.