Чтобы понять важнейшее значение теории струн, М-теории и петлевой квантовой гравитации, нам потребуется совершить экскурсию на планковский масштаб, микроскопическую область пространства, в которой встречаются квантовая теория и гравитация. Однако достижение столь огромных энергий лежит далеко за пределами наших сегодняшних технических возможностей. К счастью, в физике высоких энергий часто имеются низкоэнергетические следствия. Большой адронный коллайдер вполне может обнаружить такие состояния частиц, которые позволят заглянуть за пределы физики Стандартной модели. Примером могут служить частицы-суперпартнеры: суперпартнерами фермионов должны быть бозоны, и наоборот. Открытие таких частиц стало бы убедительным доказательством существования суперсимметрии, а также возможных кандидатов на звание темной материи. И хотя ни одна такая частица до сих пор не обнаружена, многие физики сохраняют надежду, что суперпартнеры однажды будут найдены и подробно изучены.
Быстрее света: поучительная история
Исследователи, студенты, научные фонды, поклонники науки, писатели и другие люди, которым интересно узнать, что же находится за пределами Стандартной модели, с нетерпением ждут хоть какого-то намека на новые необъяснимые явления. Столько времени и денег вложено в Большой адронный коллайдер и другие крупные научные эксперименты, что неудивительно, что у людей так много ожиданий относительно ошеломляющих результатов.
Физикам следует соблюдать осторожность и избегать поспешных заявлений о достигнутых успехах, какими бы многообещающими они ни казались. Группы ученых, которые обнаружили бозон Хиггса, терпеливо копили статистику, чтобы исключить другие возможности, даже несмотря на то, что на это ушло много месяцев. Они преподали урок настойчивости. Тем не менее иногда ученые торопятся делать заявления раньше, чем другие группы исследователей подтвердят полученные результаты.
Несмотря на то что фиаско Эйнштейна и Шрёдингера состоялось в 1940-х годах, его уроки актуальны и сегодня. Скудное финансирование часто требует от ученых доказывать значимость своих исследований, как правило, через выпуск пресс-релизов. Поспешное объявление о непроверенном открытии может оставить неприятное впечатление, которое подорвет доверие к будущим исследованиям в этой области. Даже если это заявление впоследствии будет опровергнуто, общественность еще долгое время будет вспоминать о нем как о реальном прорыве, а не как о ложном сообщении.
Возьмем, к примеру, заявление исследовательской группы, опубликованное в сентябре 2011 года, о том, что на экспериментальной установке в Гран-Сассо в Италии обнаружены частицы, движущиеся быстрее света. Большая часть научного сообщества сомневалась в достоверности этих результатов или, по крайней мере, отнеслась к ним настороженно, однако история получила широкое освещение в международной прессе. В СМИ начались дебаты о том, необходимо ли изменить постулаты специальной теории относительности. Репортеры интересовались, откроют ли полученные результаты дверь в новую физику за пределами Стандартной модели. Полностью игнорируя десятилетия экспериментов, подтверждающих специальную теорию относительности и ее требование предельно допустимой скорости, этот эксперимент преподносился в качестве «лакмусовой бумажки» для теории относительности и неприкосновенности принципа причинности. Например, в статье британской газеты Guardian сообщалось, что «ученые в лаборатории Гран-Сассо представили доказательства того, что существует возможность послать информацию назад во времени, стерев грань между прошлым и настоящим и разрушив основополагающий принцип причинности»{225}.
Сомнительное доказательство возможности путешествий со сверхсветовой скоростью было предложено группой под названием OPERA (от англ. Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), которая отслеживала потоки нейтрино, создаваемые на ускорителе в ЦЕРНе, в лаборатории под Женевой, на расстоянии около 720 километров. После трех лет работы ученые измерили времена прибытия нейтрино, и оказалось, что частицы преодолели это расстояние приблизительно на шестьдесят миллиардных долей секунды быстрее, чем если бы они двигались со скоростью света.
«Этот результат стал полной неожиданностью, — заявил руководитель эксперимента OPERA Антонио Эредитато в пресс-релизе. — После многих месяцев исследований и перекрестных проверок мы не обнаружили каких-либо инструментальных эффектов, которые могли бы объяснить такой результат измерения»{226}.
В пресс-релизе и новостных репортажах подчеркивалось, что полученные результаты требуют независимой проверки и что их не следует принимать за истину в последней инстанции. Тем не менее вскоре весь Интернет, в частности Twitter, гудел как улей.
Как гласил один из заголовков газеты Los Angeles Times, вышедшей всего через несколько дней после пресс-релиза: «Шутки о нейтрино распространились в Twitter быстрее света». В статье приводились примеры, такие как: «Нейтрино, движущимся быстрее света, вход воспрещен, — сказал бармен. Но тут нейтрино заходит в бар»{227}.
Вскоре появились и песни. Так, ирландская группа Corrigan Brothers и Пит Крейтон написали «Песню нейтрино». «Старый Альберт был не прав? — задают они вопрос в одном из куплетов. — Эту невероятную теорию относительности уже развенчали»{228}.
Если бы теория Эйнштейна была опровергнута, то теоретическая физика столкнулась бы с неожиданной проблемой. Возможно, ее решил бы новый Эйнштейн, который собрал бы отдельные части и создал более фундаментальную теорию. Но, как это зачастую бывает, сообщения о кончине теории относительности были сильно преувеличены.
В июне 2012 года ЦЕРН выпустил пресс-релиз, в котором говорилось, что «первоначальные ошибки измерений OPERA можно объяснить неисправностью элемента оптоволоконной системы фиксации времени в эксперименте». Скорости нейтрино, как это подтвердили в OPERA и в трех других экспериментах, не превышали скорости света. «Это было тем, чего все мы в глубине души ожидали», — заявил директор по исследованиям ЦЕРН Сержио Бертолуччи{229}.
К этому моменту мем о сверхсветовых нейтрино давно уже исчез из Twitter и из других соцсетей. Но, без сомнения, первоначальное сообщение ввело общественность в заблуждение. К примеру, поисковая система Google на запрос «нейтрино» по-прежнему предлагает «сверхсветовые» в качестве наиболее часто встречающегося связанного слова. Кто знает, сколько студентов, проводящих веб-серфинг для своих эссе, столкнулись с подобной выдачей поисковика и упомянули движение быстрее света как возможный вариант поведения частиц?
В результате этого инцидента Эредитато и научный координатор эксперимента OPERA Дарио Аутьеро решили уйти в отставку, после того как большинство коллектива выразило им вотум недоверия. Голосование и их последующие отставки отражают тот факт, что заявления лидеров проекта были слишком преждевременными.
Терпение не является сильной стороной прессы, особенно в эпоху Интернета, когда новости распространяются, как степной пожар. СМИ жадно используют любой информационный повод, если он, на их взгляд, нов и интересен для публики. Неопубликованные отчеты, спекуляции, предварительные результаты и другие недостоверные сведения иногда представляются СМИ как тщательно проверенные выводы.
Терпение также не является характерной чертой политиков, особенно в предвыборные периоды. Мы видели, как политическая фортуна де Валера зависела в некоторой степени от того, окажутся ли дублинский Институт перспективных исследований и другие его любимые проекты успешными или приведут к бессмысленной трате денег. Понимание этого вынуждало Шрёдингера а также Irish Press — рупор де Валера — преподносить предварительные расчеты, как будто они были священными скрижалями, переданными человечеству на горе Синай. Шрёдингер поспешил объявить о своих результатах всего лишь через несколько недель после завершения математических расчетов, задолго до того, как состоялась их научная проверка. Сегодня научные бюджеты стали легкой мишенью, что создает дополнительное давление на исследователей и требует, чтобы они поскорее докладывали о своих достижениях.
Тем не менее терпение — это именно то качество, которое необходимо для кропотливой работы, продвигающей вперед фундаментальную физику к следующему этапу развития. Кто знает, когда будут обнаружены первые явления, выходящие за рамки Стандартной модели? Какова будет цена этого успеха? Сколько лет сбора данных и статистического анализа потребуется, прежде чем будет создан прочный фундамент для новой физики?
Мы видели последствия поспешных заявлений, которые принижают значимость процесса проверки и апробации. Это сбивает с толку общественность и в конечном счете никак не помогает ученым. Хотя и Эйнштейн, и Шрёдингер время от времени принимали желаемое за действительное и публиковали свои необоснованные спекулятивные теории, в более спокойные периоды жизни они подчеркивали необходимость глубокого, вдумчивого, спокойного занятия наукой. Нам не мешало бы почитать их работы, а также труды тех ученых и философов, которые вдохновили их на размышления о современном состоянии физики и о том, куда следует двигаться дальше.
