Терри Пратчетт: Наука Плоского мира. Книга 4. День Страшного Суда

Доказательство существования (или не существования) бозона Хиггса являлось главной, хотя и не единственной, причиной, по которой миллиарды евро были потрачены на строительство БАКа. Как раз в июле 2012 года две независимые команды экспериментаторов объявили об обнаружении неизвестной ранее частицы: бозона массой около 126 ГэВ (миллиард электронвольт – стандартная единица, используемая в физике частиц). Их наблюдения совпадали, в том смысле, что свойства частицы, по крайней мере те, которые можно было измерить, соответствовали предсказанным Хиггсом.

Долгожданное открытие бозона Хиггса, если, конечно, оно подтвердится, логически завершит стандартную модель. Оно никак не могло быть сделано без «Большой науки» и, возможно, стало главным триумфом БАКа. Основное влияние открытие оказало на теоретическую физику. Существует бозон Хиггса или нет, для всей остальной науки безразлично, поскольку там давно уже принято, что частицы имеют массу. Иначе говоря, можно утверждать, что такое же количество денег, будучи затраченным на менее впечатляющие проекты, почти наверняка позволило бы получить куда более полезные с практической точки зрения результаты. Но такова уж натура Больших-Пребольших Штуковин: если деньги не тратятся на них, маленьким научным проектам они тоже никогда не достаются.

Видите ли, на маленьких научных проектах политической или чиновничьей карьеры не сделаешь.

Открытие бозона Хиггса демонстрирует нам, как именно учёные видят мир, а кроме того, служит примером, раскрывающим природу научных знаний. Доказательством существования этого бозона служит всего лишь крошечный пичок на статистическом графике. Насколько мы можем быть уверены, что за этим пичком действительно скрывается новая частица? Можно дать лишь сугубо формальный ответ. Непосредственно наблюдать бозон Хиггса невозможно, потому что он спонтанно и чрезвычайно быстро расщепляется на целое облако других частиц. При этом они сталкиваются друг с другом, создавая полнейший беспорядок. Чтобы различить в этом хаосе характерный след бозона Хиггса, требуются очень сложная математика и очень быстрые компьютеры. А для того, чтобы убедиться, что увиденное – не случайное совпадение, необходимо понаблюдать события подобного типа множество раз. Поскольку они редки, нужно повторять эксперимент за экспериментом, пока результаты не окажутся достаточными для непростого статистического анализа. И только тогда, когда вероятность того, что выброс на графике является случайным совпадением, будет меньше одного на миллион, физики позволят себе выразить уверенность, что бозон Хиггса существует.

Мы говорим об одном конкретном бозоне Хиггса, хотя имеются альтернативные теории с восемнадцатью, девятнадцатью или даже двадцатью фундаментальными «хиггсоподобными» частицами. Впрочем, сейчас нам хоть что-то известно, тогда как совсем недавно уверенности не было ни в чём.

Для понимания всего изложенного требуется значительный опыт в некоторых известных лишь посвящённым областях теоретической физики и математики. Проблему представляет уже осмысление самого понятия «масса», как и того, с какими частицами она может быть связана. Для успешного проведения подобного эксперимента, в дополнение к основательной подготовке в области экспериментальной физики требуется целый комплекс инженерных знаний и навыков. Даже слово «частица» обладает специальным значением, не имеющим ничего общего с привычным образом крошечного шарика. Так почему же учёные смеют утверждать, что они разбираются в поведении Вселенной на микроуровне, если человек не в состоянии увидеть всё это собственными глазами? Это далеко не то же самое, что обнаружить в телескоп четыре маленьких небесных тела, вращающихся вокруг Юпитера, как в своё время сделал Галилей. Или, подобно Роберту Гуку, рассмотреть в микроскоп, что живая материя состоит из клеток. Доказательства существования бозона Хиггса, как и доказательства большинства основных научных положений, косвенны и, скажем так, не бросаются в глаза.

Для того чтобы справиться с сомнениями, давайте взглянем на природу научного знания, используя примеры более знакомые, чем бозон Хиггса. И, таким образом, разделим два фундаментально различных типа мировоззрения. Это разделение будет красной нитью проходить через всю книгу.

Науку часто представляют как коллекцию «фактов», соответствующих неким однозначным суждениям об окружающем мире. Земля вращается вокруг Солнца. Призма разделяет свет на составляющие его цвета. Если нечто крякает и ходит вперевалку, значит, это утка. Зазубрите все факты, изучите технический жаргон (как-то: орбита, спектр, семейство Anatidae ), расставьте, где нужно, галочки – и готово, вы – учёный. Чиновники от образования часто придерживаются именно такого воззрения, ведь этих самых «галочек» они могут уверенно сосчитать и внести в отчёт (семейство врановые , вид – Corvus monedula (Галка обыкновенная)… Ладно, замнём).