Горизонты научного поиска

Джан Франческо Джудиче

Большая наука и Большой адронный коллайдер

(Продолжение. Начало в № 4, 5, 6.)

Стоимость проектов Большой науки

Являются ли крупные проекты для проведения фундаментальных исследований слишком дорогостоящими или даже бесполезными? В 1992 году конгрессмен-республиканец от штата Нью-Йорк Шерри Болерт, непримиримый противник ССК, в своем выступлении перед Палатой представителей во время обсуждения этого проекта заявил, что "ССК не избавит от рака, не решит проблемы андрогенетической алопеции (т.е. облысения) и не гарантирует клубу "Чикаго кабс" победу в мировой серии". Не могу с этим не согласиться. Но для того, чтобы разобраться, нужны обществу крупные проекты по фундаментальным наукам или нет, уместнее все же было бы обратиться к иным аргументам.

Я начну с рассмотрения такого аспекта проблемы расходов, как руководство крупными научными проектами людьми, не имеющими отношения к науке, - вопрос, который поднимал еще Элвин Вайнберг в своей статье 1961 года. Финансирование в жестко заданных рамках, не учитывающее изучение альтернативных решений и не предусматривающее непредвиденных расходов, - это опасная политика. Не менее опасно и упрямо держаться первоначальной схемы проекта, невзирая на последние достижения науки и техники. Такой курс ради контроля над расходами может обернуться куда большими финансовыми потерями для проекта или даже его полным научным крахом.

По мнению Дайсона, причиной неудачи проекта "Спейс шаттл" стал непродуманный выбор, навязанный инженерам НАСА. "Непродуманный выбор - это когда вы ставите все свои деньги на одну лошадь, не выяснив предварительно, не хрома ли она. Политики и чиновники, ответственные за крупные проекты, часто просто одержимы идеей избежать неэкономного расходования сил и средств. И чтобы избежать этой неэкономности, они считают целесообразным как можно скорее выбрать одну схему и свернуть финансирование альтернативных работ. Так было и с шаттлом… Эволюция науки и техники - это дарвиновский процесс выживания наиболее приспособленных. В науке и технике, как и в биологической эволюции, неэкономность несет в себе секрет эффективности. Без такой неэкономности невозможно определить, какая лошадь в наилучшей форме. И этот урок дается политикам и чиновникам труднее всего".

Для того чтобы понять, какие варианты выбора должно рассматривать общество, когда речь идет о крупных научных инициативах, полезно будет ознакомиться с затратами на их осуществление. В таблице 1 приводится стоимость некоторых крупных проектов. К указанным цифрам следует относиться с большой осторожностью, поскольку методы оценки стоимости значительно разнятся от проекта к проекту, а в некоторых случаях одна программа включает в себя столько различных научных и технических проблем, что надежный подсчет всех затрат становится практически невозможным. Следует заметить, что затраты на Манхэттенский проект (которые составили 0,6 % от военных расходов США за всю вторую мировую войну) включали в основном оплату работ по разделению изотопов урана на соответствующих заводах и на производство плутония в Окридже и Ханфорде. На Лос-Аламосскую лабораторию, где работало большинство физиков, приходились всего 4 процента от всех затрат на Манхэттенский проект.

Таблица 1. Оценки первоначальной стоимости некоторых проектов Большой науки (млрд долл.) и их эквиваленты в млрд долл. 2011 г. Использованы следующие переводные коэффициенты: 1 евро = 1,4 долл. = 1,5 швейц. фр. Я решил взять не сегодняшний курс швейцарского франка, а его среднюю стоимость во время строительства LHC.

Проект	Первоначальная стоимость x109 долл.	Расчетная стоимость x109 долл.
Манхэттенский проект Расчетная стоимость при утверждении (1942): 3 года 1942-1944 Общая стоимость: 5 лет 1942-1946	0,148 2,2	27
Программа "Аполлон" Расчетная стоимость (1966): 13 лет Общая стоимость: 14 лет 1960-1973	22,7 19,4	120
Космический телескоп "Хаббл" Первоначальная расчетная стоимость Стоимость строительства Общая расчетная стоимость: 25 лет 1990-2014	0,5 1,5 6,0	8
Сверхпроводящий суперколлайдер (ССК) Расчетная стоимость при утверждении (1987) Расчетная стоимость при отмене (1993)	4,4 11,8	18
Международная космическая станция (МКС) Начальная расчетная стоимость Расчетная стоимость разработки, сборки и эксплуатации (1998)	17,4 96	120
Проект "Геном человека" Общая стоимость научной программы по геномике: 14 лет 1990-2003	3	4
Международный термоядерный экспериментальный реактор (ИТЭР) Расчетная стоимость строительства (2010): 10 лет 2008-2017	17,9	18
Большой адронный коллайдер (LHC) Материалы для строительства ускорителя и детекторов	5,4	6

Таблица 2. Расходы на LHC в млрд швейцарских франков в соответствии с бюджетом ЦЕРН.

	Персонал x109 швейц. фр.	Материалы x109 швейц. фр.	Итого x109 швейц. фр.
Ускоритель LHC и экспериментальные помещения (включая НИОКР, испытания и подготовку к эксплуатации)	1,224	3,756	4,980
Доля ЦЕРН в создании детекторов (включая НИОКР, испытания и подготовку к эксплуатации)	0,869	0,493	1,362
Доля ЦЕРН в компьютерной обработке данных LHC	0,085	0,083	0,168
Общие расходы ЦЕРН	2,178	4,332	6,510

В таблице 2 даются затраты на LHC согласно бюджету ЦЕРН. Хочу отметить, что в графу "Персонал" включены только те, кто непосредственно занят в работах на LHC, хотя к этим работам так или иначе причастна довольно значительная часть персонала ЦЕРН. Более того, приведенные данные не включают расходы на эксплуатацию и взносы различных университетов и лабораторий за пределами ЦЕРН на строительство и работу детекторов частиц. Например, стоимость материалов для самого большого детектора (АТЛАС) составила 540 млн швейцарских франков, а доля ЦЕРН в расходах на различные детекторы колебалась в пределах от 14-ти до 20 процентов от полной стоимости.

Замечу просто для сравнения, что LHC стоит приблизительно столько же, сколько и крупные объекты гражданского строительства. Например, 8-километровый Эресуннский мост, соединивший Данию и Швецию и законченный в 2000 году, стоил около 4 млрд евро, а 40-километровый мост через Мессинский пролив, который в один прекрасный день может соединить Сицилию с остальной Италией, оценивается сегодня примерно в 6 млн евро, но эта сумма предположительно еще увеличится. Сметная стоимость Олимпийских игр 2012 г. в Лондоне уже перешагнула 10 млрд евро.

Вместо заключения

Трудно установить точную и имеющую смысл цену познанию, культурному воздействию научных открытий, стремлению человека постичь организующие принципы природы и разгадать тайны вселенной. Гораздо легче, однако, определить взаимопричинную связь между прогрессом в познании и экономическим, социальным и промышленным развитием. Одно усиливает другое в своего рода симбиотическом партнерстве, как это произошло в Великобритании в конце XIX века, в Германии в начале XX века и в США после второй мировой войны. Достижения фундаментальных наук редко оказывали немедленное воздействие на технику; их значимость для общества оценивалась лишь со временем. Нынешние технические отрасли были когда-то предметом фундаментальных исследований.

Единственным правомерным мерилом важности исследовательских проектов в области фундаментальных наук является их воздействие на саму науку. Экономическая и техническая значимость не всегда подсказывает наилучший выбор с точки зрения науки и поэтому не всегда оправдывает сделанные инвестиции. Тем не менее огромные затраты на крупные научные проекты обосновывают тщательные исследования, проводимые финансирующими организациями по поводу возможных сопутствующих результатов, применимых в экономике и технике. Эти оценки зависят от конкретного рассматриваемого случая, но у проектов Большой науки есть некоторые общие черты, которые часто превращаются в особые возможности. Независимо от научных целей проекта, которые являются его истинным и единственным raison d'etre (разумное основание), я могу выделить некоторые общие аспекты Большой науки, которые могут оказаться выгодными для общества. Само собой разумеется, можно привести ничуть не меньше аргументов и в пользу общественных выгод подходов Малой науки.

(Окончание следует.)