что такое фундаментальная физика
Фундаментальная физика
Глава 1 — Делаем пустоту
Понятие пустоты и её свойства тревожило умы учёных с самых давних времён. Например, римские инженеры поднимали воду на высоту с помощью насосов, работающих по принципу откачивания воздуха.
Считалось, что вода поднимается за поршнем, поскольку «природа не терпит пустоты». Тогдашние учёные не знали о6 атмосфере и об ее огромном давлении, и данное объяснение казалось исчерпывающим. Пока они не попытались поднять воду на высоту более 10 метров — столб воды замер на этой отметке и уже совсем не стремился за поршнем. Такая вот проблема фундаментальной физики двухтысячелетней давности.
Сейчас мы знаем, что 10 метров водяного столба как раз эквивалентны нормальному атмосферному давлению, которое ответственно за поднятие воды. И что нас окружает не пустота, а воздух — океан, состоящий из беспорядочно движущихся молекул.
Значит пустота будет между молекулами? А вот и нет. Во-первых, там мы обнаружим различные поля — гравитационное, электромагнитное и равномерно заполнившее всю вселенную поле Хиггса, которое никогда не бывает равное нулю и, к слову, обеспечивает всем частицам массу.
Во-вторых, нам придётся иметь дело с вездесущими нейтрино — частицами, для которых наша планета более проницаема, чем стекло для света. В каждом кубическом сантиметре их триллионы. На картинке типичный детектор нейтрино — резервуар из нержавеющей стали высотой 42 м и диаметром 40 м, заполненный 50 тыс. тоннами специально очищенной воды.
Но я немного отвлёкся от темы. Настоящая пустота — как её создать? Во-первых, закроемся от излучений и всяких нейтрино невероятно толстыми стенами, скажем, из свинца, заэкранируемся от внешних электромагнитных излучений, извлечём все молекулы, возможно с небольшой погрешностью — что-то всё равно останется, уберём поле Хиггса и гравитацию.
Мы вроде бы получили пустоту. Там темно и абсолютный ноль по шкале Кельвина, так как молекулы и излучения отсутствую. С точки зрения классической физики это настоящая пустота, однако квантовая механика утверждает, что как бы мы ни старались, всё равно у нас не получится избавиться от очень необычного явления под названием нулевые колебания вакуума.
Глава 2 — Нулевые колебания вакуума
Данное явление есть следствие принципа неопределённости, открытого физиком-теоретиком по фамилии Гейзенбег. Согласно этому принципу, в квантовом мире существуют пары характеристик, для которых верно следующее утверждение: чем точнее мы измерим одну, тем более неопределённой становится другая.
Например, определив координаты электрона, мы не сможем узнать его скорость. А узнав точно скорость, не сможем узнать координаты. Как тут не вспомнить бородатый анекдот: специалиста по квантовой физике останавливает на шоссе полицейский и спрашивает: «Вы знаете, как быстро Вы ехали, сэр?». На что физик отвечает: «Нет, но я точно знаю, где я!».
И тут я снова возвращаюсь к удивительной, надеюсь, не только для меня мысли: свойства окружающей нас вселенной можно узнать без проведения опытов, исключительно играясь с математическими операторами. В частности, из принципа неопределённости мы можем вывести, что для события, делящегося некое известное количество времени, невозможно зафиксировать энергию абсолютно точно — а только с некоторой погрешностью.
Физический анализ этой математики приводит к странному заключению, что закон сохранения энергии в квантовой механике работает по другому и что частицы могут, образно говоря, «занимать” энергию.
Те же транзисторы работают благодаря тому, что электроны преодолевают «невозможный» потенциальный барьер, на который у них не хватает энергии, то есть не хватило бы в классической физике. А в квантовой механике, которая, между прочим, экспериментально проверена вдоль и поперек, энергия электрона может спонтанно изменяться, хоть и в пределах вычисляемой погрешности. Данный эффект называется квантовым туннелированием.
Теперь посмотрим на пустоту в нашем свинцовом бункере с учётом принципа неопределённости. И неожиданно получится, что энергия любого поля в вакууме не равна нулю! И что в вакууме всегда происходят колебания полей, математически эквивалентные спонтанно возникающим парам частица-античастица.
Такие частицы назвали виртуальными. И, честно говоря, я не смогу понятным языком объяснить, что такое виртуальные частицы, так как какие-либо аналогии для их описания невозможны в принципе. В статье на вики о виртуальных частицах звучат фразы типа «некоторый абстрактный объект в квантовой теории поля» или «виртуальные частицы — это и есть то, как происходит взаимодействие». Собственно, понимания эти фразы ни капельки не прибавляют.
Если же вы встречали в интернете статью, из которой поняли что они такое, причем без вникания в формулы, значит вас обманули.
Однако для понимания сути проблемы нам не нужно вникать настолько глубоко. Достаточно знать, что нулевые колебания вакуума обладают энергией. Причём по всем выкладкам получается, что она бесконечно огромна.
Глава 3 — Энергия и бесконечность
Итак, энергия физического вакуума, который только притворялся пустотой, получается бесконечной. Энергия пустого пространства бесконечная.
Тут надо вспомнить о том, что физики очень не любят бесконечность, т. к. довольно часто она является признаком ошибки. Однако в данном случае мы можем принять уровень энергии вакуума за ноль — ведь она в любой точке вселенной одинаково бесконечна. Поэтому любая другая энергия будет как бы над ней — и в формулах бесконечность успешно сократится.
К слову, на энергии вакуума любят паразитировать различные непризнанные «гении» с целым ворохом вакуумных или эфирных или торсионных двигателей, серьёзно, наберите в ютубе «энергия вакуума», это что-то с чем-то.
Есть простейший принцип — от большого камня можно получить «даровую» энергию, только если имеется перепад высот. Или, выражаясь физическим языком, должно существовать состояние системы с меньшей энергией. Например, сжатая пружина реализует свою потенциальную энергию, переходя в разжатое состояние.
От камня, лежащего посреди ровного плато, энергию можно получить, только затратив ещё энергию, т. е. подняв его. Уронив камень, мы получим затраченную энергию, то есть останемся при своём.
Иначе говоря, нам нужен физический вакуум с меньшей энергией нулевых колебаний. Но свойства физического вакуума одинаковы в пределах нашей вселенной. И вакуум, отличающийся от нашего, может быть только в другой вселенной. И то не факт.
Однако я снова отвлёкся. Какими бы виртуальными не были эти частицы, они вполне реально проявляют себя в нашем мире. Две пластины, сближенные на расстояние микрометра, притягиваются с невероятно малой силой благодаря ослаблению части флуктаций, так называемый эффект Казимира.
К списку реальных проявлений виртуальных частиц относят спонтанную эмиссию фотона, поляризацию вакуума, эффект Комптона и много других страшных слов. Самое главное в данной ситуации, что все эти эффекты замечательно сходятся с теорией. И жили бы физики спокойно, и не горевали бы, если бы не одна бессердечная сволочь — гравитация.
Глава 4 — Гравитация
Дело в том, что в присутствии гравитации нулевые колебания что-то весят, к слову, забудьте школьное определение, в котором гравитация действует на массу — она действует именно на энергию.
Чисто математически отбросить этот вес мы уже не сможем. Он конкретен, измеряем, и лезет в фундаментальные формулы, описывающие нашу вселенную. Например, в уравнения Эйнштейна, как раз и есть та самая космологическая постоянная.
Глядя на её позицию в уравнении, наиболее логично интерпретировать космологическую постоянную как суммарную энергию, находящуюся в пустом пространстве. Теоретически эта энергия должна быть равна энергии нулевых колебаний вакуума, то бишь виртуальных частиц. В присутствии гравитации мы можем легко и просто её посчитать — и получить определенную величину.
Это значение сугубо теоретическое, и всем нам крупно повезло, потому что мы живём в то самое время, когда к космологической постоянной можно подъехать с другой стороны — чисто практической. Для этого надо всего лишь измерить некоторые физические закономерности в масштабах вселенной.
Например, с помощью мощнейших телескопов оценить скорость разбегания галактик. Что учёные и сделали с помощью наблюдения за стандартными сверхновыми — и внезапно выяснилось, что галактики разбегаются ускоренно. Многие почему-то уверены, что разбегание галактик аналогично поведению осколков гранаты после взрыва, тем более что название Теории большого взрыва даже подталкивает к этой мысли.
Однако это в корне неверно. Разлетание галактик есть отражение процесса расширения пространства, которое больше всего похоже на процесс надувания шарика с нарисованными на нём галактиками. Сами галактики при этом практически никуда не движутся — расстояние между ними растёт только по причине надувания шарика. Так вот, ускоренное расширение пространства, или расширение вселенной, что по сути одно и то же, связано с космологической постоянной. Зная величину ускорения, можно напрямую оценить величину космологической постоянной и сравнить её с теоретической величиной.
Глава 5 — Хьюстон, у нас проблема
Как вы думаете, разница в 120 раз считается большим расхождением? Очевидно, ответ зависит от масштабов оцениваемого явления. Но в целом да, такое расхождение довольно велико. Однако когда мы говорим о расхождении в оценке космологической постоянной, то цифра «120» играет немного другую роль, потому что расхождение оценивается числом 10 в 120 степени, то есть единицей со 120 нулями — именно во столько раз практическая оценка меньше.
Расхождение теоретического предсказания с результатами измерений настолько огромно, что его называют «худшим теоретическим предсказанием в истории физики». Причины такого результата могут быть разные, вплоть до неверной оценки роли космологической постоянной в уравнении Эйнштейна. Возможно, мы не знаем о некой составляющей космологической постоянной помимо энергии вакуума.
История и анализ одной из причин кризиса современной физики
1. Введение
Кризис фундаментальной физики. Современная фундаментальная физика, несмотря на свои многочисленные и впечатляющие экспериментальные успехи прошлых лет, в настоящее время находится в стадии глубокого и затяжного кризиса.
Пожалуй, наиболее четкий и последовательный философский анализ кризиса физики дал В. Ленин в работе [2]. Ленин не был физиком. Он не мог описать физические причины кризиса, т.е. показать из-за каких физических ошибок и заблуждений сложился кризис, приведший к философским заблуждениям в научном мировоззрении. Он ясно показал, что незнание диалектического материализма вредит развитию науки. Ленин оставил верные замечания, например, о том, что у позитивистов «материя исчезла, остались одни уравнения». Эта подмена объяснений явлений нагромождением математики сохранилась и преумножается в существующих физических теориях.
Его утверждение о незнании «диалектики» физиками я считаю резким, хотя и верным. Физики, конечно, имели представление о диалектике, но они не умели применять свои философские знания на практике. Это равносильно незнанию. Ничего удивительного в этом заключении нет, если учесть, что громадное большинство философов-позитивистов проявляют некомпетентность в вопросах философии науки.
Приведу пример. Что такое «диалектическое противоречие» в теории? Цитирую, мнение философа академика Омельяновского, из работы [3]:
«Согласно идеям Бора противоречия между корпускулярными и волновыми свойствами атомных объектов как бы застывают в виде противоположности двух классов взаимоисключающих экспериментальных установок, с которыми связаны «дополнительные» явления. Между тем истинное разрешение «антиномии дополнительности» состоит в том, чтобы рассматривать корпускулярные и волновые свойства объекта, как единство противоположностей» [4].
Здесь возникает образное сравнение. Два барана уперлись рогами и стоят, не шелохнувшись (в ступоре). Это памятник «диалектике Омельяновского». А где же «живая душа» диалектики — развитие? Я не верующий, но у меня ощущение, что на том свете Гегель носится за Омельяновским и, отчаянно лупя его суковатой палкой по спине, приговаривает: «Это тебе, за диалектику, сукин сын! Это тебе за диалектику, извращенец!».
2. Начало развития кризиса
Начало конфликта. Корпускулярно-волновой дуализм является идеологической основой современной квантовой физики. По этой причине важно еще раз напомнить историю возникновения корпускулярно-волнового дуализма. Она начинается еще в 18 веке. Законы классической механики Ньютона опирались на мгновенное действие на расстоянии. Свет «не очень хотел» вписываться в его механику. Решающую роль тогда сыграл авторитет Ньютона. Его мнение о том, что свет есть поток корпускул, долгое время считалось главным аргументом в пользу корпускулярной теории.
Неудовлетворенный классической механикой в её стандартном изложении, Гамильтон предполагает, что она описывает движение тел лишь приближенно, подобно геометрической оптике.
Геометрическая оптика описывает прямолинейное движение световых лучей, тогда как свет на самом деле — волна. Исходя из своих представлений, Гамильтон строит полный аналог геометрической оптики тел (формализм Гамильтона — Якоби классической механики).
Это стремление «заставить» свет «подчиняться» законам механики казалось очевидным направлением развития механики.
Начало коренным изменениям в представлениях о природе света было положено Томасом Юнгом. Теория интерференции Юнга прекрасно объясняла ряд оптических явлений. Но позиции сторонников корпускулярной теории были еще сильны, поскольку ее математическая основа теории Юнга была слаба. Преодолеть трудности теории помогли работы Френеля. Большой вклад в развитие волновой теории света внесли также исследования Гюйгенса, Фраунгофера, Фуко и других ученых.
Борьба сторонников и противников волновой теории света была, по существу, борьбой между сторонниками мгновенного действия на расстоянии и сторонниками близкодействия. Из-за неумения использовать достижения философии борьба приняла бескомпромиссный характер. По сути дела, мы сталкиваемся с обычным диалектическим противоречием между двумя различными объективными точками зрения. Любая из этих двух точек зрения имеет строгое экспериментальное подтверждение и практическое применение. По этой причине ни одну из них нет веских оснований отбрасывать.
Это диалектическое противоречие разрешимо. Спорящие стороны должны были бы разграничить между собой области, описываемые мгновенным действием на расстоянии, и области, описываемые волновыми процессами. В этом случае каждая теория имела бы свою область применения, которая не пересекалась с областью применения другой теории. Таким образом, все противоречия были бы устранены! Увы! Физики негативно относились к применению диалектики. Этому шагу препятствовал контовский позитивизм, ставящий любую философию в разряд «спекуляций».
3. Позитивизм Конта
На XVIII век приходится особый период развитие западно-европейской философской мысли — так называемая эпоха Просвещения. В 18 веке в обществе происходил отказ от религиозного миропонимания, продиктованного христианскими догматами, и обращение к разуму как к единственному источнику познания человека, общества и окружающего мира.
Официальная наука освобождалась от обременительной необходимости привязки к библейским канонам. 18 век дал великих философов и ученых: д’Аламбер, Д. Беркли, Д. Юм, И.Кант, Г. Лейбниц, Д.Локк, Ж-Ж. Руссо и др.
Появление философии Конта закономерно. Наличие многочисленных философских направлений, опирающихся на умозрительные построения и развитие научных дисциплин, которые обрели самостоятельность (механика, оптика, астрономия, термодинамика и др.) требовало систематизации и приведения в порядок научных и философских знаний.
Сложившееся положение напоминает современный Интернет «засоренный» рекламой, ненужной и бесполезной информацией. О. Конт указывает на «разъедающее влияние» специализации научного труда и выводит отсюда необходимость «новой науки» (т.е. положительной философии), которая и призвана к тому, чтобы «предупредить разрозненность человеческих понятий».
Здесь Конт делает главный ошибочный шаг. Он «отделил» все без исключения философские направления от «положительного знания», т.е. от естественных наук. По мнению Конта, философский спор между материализмом и идеализмом не имеет серьезных оснований и бессмыслен. Философия должна отказаться как от материализма, так и от идеализма и основываться на позитивном (научном) знании. По его мнению:
Ученый получает «свободу творчества», не ограниченную ни каким мировоззрением (философией). Он может выдвигать любые идеи. Теории могут находиться в логическом противоречии друг с другом. Более того, в самих теориях могут быть логические противоречия, если они в теории постулированы. Это упрощенное (вульгарное) объяснение сути позитивизма.
Концепция Конта оказалась ядом для науки. Философы-позитивисты вынуждены были подгонять основы своей философии под новейшие теории, пренебрегая историческим человеческим опытом. Это позволяло ученым сравнивать работу философов-позитивистов с работой жриц древнейшей профессии.
Я приведу два мнения:
— «Один из создателей квантовой электродинамики Р.Фейнман… подчеркивает, что от философа требуется нечто большее, чем просто подумать и сказать физику: «Может быть, пространство в мире дискретно, не испробовать ли эту возможность?» О таких возможностях физик знает сам. Проблема состоит в том, как конкретно применить их к развитию физической теории. Философ же, как говорит Фейнман, стоит в сторонке и делает глупые замечания» [5];
— «Когда этот метод (метафизический — В.К.) потерпел неудачу, физик заодно отказался от философии. Сейчас он не ожидает от нее ничего хорошего. Уже одно слово «философия» способно вызвать у него ироническую или даже презрительную улыбку. Ему не доставляет удовольствие вращение в пустоте» [6].
4. Продолжение развития кризиса
Теперь сторонники близкодействия почувствовали себя увереннее. Их радость была велика. Они на основании поверхностного анализа уравнений Максвелла к калибровке Лоренца сделали заключение о том, что все поля имеют волновой характер и мгновенного действия на расстоянии в природе не существует принципиально.
Как следствие, появилось устойчивое мнение, что вся классическая механика, например механика Ньютона, строго говоря, не является «научной теорией». Критики утверждали, что классические теории «устарели» и их можно рассматривать, как приближенное описание физических явлений. Эти теории необходимо заменить «новейшими теориями».
5. Ошибка физиков
Физики не разрешили диалектическое противоречие. Им казалось, что внешняя форма 4-х уравнений Максвелла действительно подтверждает теорию близкодействия. Они не стали разграничивать области применения двух концепций. Максвелл и все другие физики не увидели, что в условии калибровки Лоренца «таится» сюрприз. «Дьявол прячется в деталях» [7].
Обратите внимание на хорошо известный факт. Ни один физик его не будет отрицать. Мгновенный скалярный потенциал полей зарядов при движении порождает векторный потенциал. Но именно в этом факте и в условии Лоренца для калибровки лежала «мина замедленного действия».
Из дивергенции векторного потенциала А (калибровка Лоренца) мы можем получить уравнение непрерывности для скалярного потенциала [8]. В свою очередь, этот шаг позволяет исключить производные по времени из уравнений Максвелла. Тем самым мы получаем вторую ветвь решений, содержащих мгновенные потенциалы. Первая ветвь описывает запаздывающие потенциалы.
Об этом не знали ни Максвелл, ни сторонники близкодействия и дальнодействия. Случайно ли Максвелл получил описание волновых процессов? Мы на этот вопрос не ответим. Однако именно благодаря второй ветви было найдено строгое решение проблемы электромагнитной массы и были устранены «магнитные парадоксы» в квазистатической электродинамике [9]. Это произойдет много позже.
Посмотрите сравнение свойства полей зарядов и полей волн.
Квазистатическая ветвь [7]Поля заряда имеют мгновенное действие на расстоянии. Поля Е и Н заряда всегда «привязаны» к заряду и не могут существовать без заряда. Магнитное поле заряда зависит от скорости перемещения заряда v. Если заряд покоится, магнитное поле равно нулю. Электрическое поле заряда обладает инерциальными свойствами, т.е. имеется электромагнитная масса (масса покоя), импульс и кинетическая энергия. Скорость перемещения полей заряда всегда равна скорости движения заряда и может быть равна нулю. Связь между электромагнитной массой, электромагнитным импульсом описывается законом Умова.
Волновая ветвь [7]. Поля электромагнитных волн запаздывающие. После излучения волна распространяется и ее поля Е и Н уже не зависит от источника излучения. Магнитное поле волны всегда жестко связано с электрическим полем. Эти поля не могут существовать раздельно. Плотности энергии электромагнитной волны нельзя поставить в соответствие плотность инерциальной массы. Плотность массы покоя электромагнитной волны всегда равна нулю. Скорость перемещения электромагнитной волны в свободном пространстве постоянна и всегда равна скорости света с. Связь между плотностью энергии и плотностью импульса электромагнитной волны определяется законом сохранения Пойнтинга.
Некорректный анализ решений уравнений Максвелла создал и даже сейчас поддерживает устойчивую иллюзию, что любые поля имеют волновой характер. Тем самым было установлено одно из нескольких ошибочных направлений, давшее жизнь логически противоречивому корпускулярно-волновому дуализму и квантовым теориям.
Свойства принципиально различны. О каком отождествлении полей (дуализме) может идти речь?
6. «Разгром» классических теорий
Продолжим исследовать развитие науки. Полную уверенность в победе своей точки зрения сторонники близкодействия получили после исследований Генриха Герца по экспериментальному обнаружению электромагнитных волн. Г. Герц подтвердил экспериментов существование электромагнитных волн.
Они на основании поверхностного анализа уравнений Максвелла к калибровке Лоренца ученые сделали заключение о том, что все без исключения поля имеют волновой характер и мгновенного действия на расстоянии в природе не существует. Как следствие, появилось устойчивое мнение, что вся классическая механика, например механика Ньютона, строго говоря, не является «научной теорией». Критики утверждали, что классические теории «устарели» и их можно рассматривать, как приближенное описание физических явлений. Эти теории необходимо заменить «новейшими теориями».
Здесь следует принять во внимание следующие обстоятельства.
В конце 19 века (уже в то время!), например, проф. О.Д. Хвольсон в своем «Курсе физики» [10] писал: «…В настоящее время успело сделаться общим достоянием убеждение, что actio in distans не должна быть допускаема ни в одну область физических явлений. Но как ее изгнать из учения о всемирном тяготении?».
Хвольсон пишет о мгновенном действии на расстоянии, как о какой-то «заразе» или «инфекции», которую следует изгнать из физики. Итак, к началу 20 столетия из-за отказа от мгновенного действия на расстоянии созрела почва для отождествления материальных тел и волн, т.е. «открылась» дорога для корпускулярно-волнового дуализма.
Электродинамика в тот период имела две проблемы; проблему электромагнитной массы и проблему излучения. Критики классических теорий полагали, что новые теории решат проблемы. Но они ошиблись. Вызывает насмешку факт, что физики не только не смогли решить проблемы классических теорий. Они сами в дальнейшем столкнулись с трудностями, корни которых имеют классическую основу. «Новейшие теории» не смогли решить проблемы.
7. Заключение
Мы видим, что никаких физических оснований для введения гипотезы о корпускулярно-волновом дуализме не существует. Дуализм есть ложное направление в физике, обусловленное математическими ошибками и философским невежеством физиков. Для нас этот результат не является неожиданным. Учебники физики являются примером тиражирования ошибок в науке. Какую бы область ни взяли, везде вы обнаружите нарушение логики, математически некорректные результаты, ошибочные доказательства. В книге [11], [12], мы дали анализ ошибок, которые провоцировали кризис в физике.
Перечислим некоторые ошибки:
Без хорошей теории познания кризисы в науке неизбежны.
Польза от фундаментальной физики
Зачем нужна фундаментальная наука, в первую очередь, физика.
Фундаментальная физика — фронтир, граница неизведанного. Если бы мы знали, что там за гранью, мы могли бы попробовать угадать применение. Как происходит на уже «частично освоенной» территории. Например, нам всем очевидна практическая польза от высокотемпературных сверхпроводников. Или лекарств от ВИЧ. Но когда мы доходим до грани, мы не можем даже предположить, что за ней и в каком направлении нам исследовать дальше.
Однако не всё так безнадёжно.
Во-вторых, хотя непосредственной отдачи нет у самой фундаментальной физики, она вполне себе имеется от разработки исследовательского оборудования. Например, детекторы в МРТ родились когда-то как детекторы для ускорителей. Сверхпроводящие магниты для них тоже зародились в недрах научных лабораторий. Дело в том, что поскольку речь идёт о фронтире, то и технологии для его исследования должны быть на грани и за гранью. Мало на каком заводе капиталист будет инвестировать в штучные приборы, работающие на только вчера или сегодня утром открытых принципах. Такое просто слишком рискованно. Этим могут заниматься лишь в научных лабораториях. И уже после того, как технология придумана и аппробирована, она может «спуститься» до потребителей. Бизнесмены оценят всё, придумают, как наладить производство — и вот у нас полупроводниковые процессоры, и вот у нас дисплеи на квантовых точках, и вот у нас GPS в телефонах. А кто им будет помогать это реализовывать? Бывшие выпускники хороших ВУЗов. А откуда возьмутся хорошие преподаватели в таких ВУЗах, способные давать новые знания? Только если у них есть постоянный контакт с фундаментальной наукой.
Наконец, в-третьих, фундаментальная физика объединяет людей. Законы природы едины не только в масштабах постоянно меняющихся границ государств Земли — они, насколько мы видим, те же везде в неизмеримо большей Вселенной. Поэтому не бывает никакой «национальной науки». Не бывает «национальной еврейской физики», не бывает «автохтонной французской математики», не бывает «суверенной уругвайской биохимии» или «арктической биологии». Есть только физика, математика, биология — если речь идёт о науках, а не об очередной маске национализма и зловредных политичесих амбиций. Те, кто занимается наукой, общаются друг с дружкой по всему миру, и видят, что общего у нас в мире гораздо больше, чем различий.
Суммируя: хотя невозможно предсказать конкретную пользу от исследований, можно с уверенностью предсказывать стратегическое отставание страны, которая в них не вкладывается. А разработки, сделанные в процессе этих исследований, вполне конвертируются в окупаемые на рынке технологи.
p.s. Отдельно хочу добавить про пользу от астрономии и астрофизики — про это мне задают вопрос, пожалуй, чаще, чем про фундаментальную физику. Ответ простой. Помимо формирования правильного целостного научного мировоззрения (что для печально большого числа людей пшик, а не аргумент), астрономия и астрофизика работают на ту же фундаментальную физику. А значит к ним применимы все три аргумента, приведённых выше. Академик Яков Зельдович как-то сказал: «Вселенная — ускоритель для бедных». В глубинах Космоса происходят такие высокоэнергетические процессы, что чтобы добиться сравнимых энергий, нам не хватит и тысячи лет. Поэтому практически единственная возможность изучать материю в таких экстремальных условиях — смотреть вверх. Ловить космические лучи, гравитационные волны, следить за гамма-всплесками… Ведь, как говорилось выше, законы Вселенной едины повсюду. Изучая что-то вдалеке, мы больше понимаем и про тот мир, в котором обитаем. А значит сможем больше сделать полезного.
UPD 15/12/2017. На следующий день после публикации я обнаружил лекицю Сергея Попова «Зачем нужна астрономия». Большая её часть посвящена открытию гравитационных волн, но в начале — замечательно и подробно про конкретные земные применения и пользу от астрофизики. Правда часть обрисованных им вариантов — «внутренние», для тех, кто уже замотивирован. Забавное совпадение: Сергей, как и я вслед за ним, сравнивает траты на науку с военным и голливудским бюджетами.
1 Стивен Вайнберг: «Мечты об окончательной теории. Физика в поисках самых фундаментальных законов природы». Очень рекомендую. Вайнберг приводит свой аргумент: создание единой теории будет сравнимо с кругосветным путешествием и открытием всех континентов — общая картина наконец ясна, осталось уточнять детали и думать, как их приспособить к делу. Но я в статье всё-таки хочу сосредоточиться на более понятных большинству не-учёных выгодах.
3 В оригинале фраза Эйнштейна звучала так: «Квантовая механика действительно впечатляет. Но внутренний голос говорит мне, что это ещё не идеал. Эта теория говорит о многом, но всё же не приближает нас к разгадке тайны Всевышнего. По крайней мере, я уверен, что Он не бросает кости».
4 Важное уточнение: речь в этой статье идёт о пользе именно от фундаментальной физики. Польза от других наук, равно как и польза от других видов интеллектуальной/эмоциональной/эстетичес кой/религиозной деятельности здесь не рассматривается. Что, разумеется, ни в коем разе не означает её отсутствия.
5 По легенде, первое сообщение морзянкой, отправленное Поповым было «Генрих Герц». Бе-бе-бе.