ет ускоряющее воздействие поля, в тысячи раз большего, чем внешнее.
Устойчивость и компактность электронного сгустка достигаются, несмотря на взаимное отталкивание электронов, так как при движении электронов по параллельным траекториям их отталкивание уменьшается.
Реализация этой идеи представляется в виде кольцевого сгустка электронов в магнитном поле, которое, увеличиваясь, делает этот сгусток очень небольшим по размерам (порядка дециметра) и очень тонким (диаметр сечения около двух миллиметров). Далее в этот сгусток вводятся положительные ионы, и сгусток как целое ускоряется внешним электрическим полем в направлении его оси, пока ионы не приобретут заданной энергии в тысячу и даже в несколько тысяч миллиардов электронвольт.
Ускорители нового поколения будут, таким образом, в 10–30 раз мощнее Брукхэвенского и Женевского и в 5—10 раз мощнее Серпуховского. Затраты растут не в такой пропорции. Например, кибернетический ускоритель будет сообщать протонам в 30 раз большую энергию, чем работающий Брукхэвенский, но его электромагнит лишь в 4–5 раз тяжелее.
Нужно извиниться перед читателем за эти технические подробности в книге о философии оптимизма. Что делать, современный оптимизм и современная философия оптимизма — в этом их большое преимущество — основаны на весьма конкретных, хотя в то же время весьма общих, тенденциях науки, техники и экономики. Маркс в предисловии к «Капиталу» говорил, что в науке нет широких дорог и к ее вершинам можно подняться лишь по каменистым тропам. В том числе — к тем вершинам, с которых видно будущее цивилизации.
Что касается экономики, то сверхмощные ускорители требуют больших затрат, сопоставимых с большими индустриальными комплексами, и их создание в какой-то мере воздействует на структуру капитальных вложений в целом. Это очень большой перелом в ходе цивилизации.
Со времен Архимеда до наших дней человечество затратило на науку меньше стоимости современной десятидневной промышленной продукции[81]. Атомный век — это век, когда научные, особенно физические, исследования сопоставимы по стоимости с составляющими баланса капитальных вложений. Нельзя, конечно, думать, что расходы на физические исследования будут неограниченно возрастать в таком же темпе, как сейчас, или с ускорением. Это бы означало, что площадь, занятая научными учреждениями, в конце концов превысила бы площадь земной поверхности, число ученых превысило бы население Земли, а вес томов одного физического журнала, о котором рассказывает Оппенгеймер[82], превысил бы вес земного шара. К аналогичным выводам приводит, как мы видели, экстраполяция многих отдельных показателей, возраставших очень быстро в течение последних лет или последних десятилетий. Но в течение 70—90-х годов рост вложений в фундаментальные исследования будет продолжаться весьма интенсивно. Они уже достигли одного порядка с вложениями в некоторые важные отрасли промышленности. Это и делает физику в некоторой мере экономической наукой: научные прогнозы, которые стали неотъемлемой частью физики, должны принимать во внимание оптимальную структуру вложений в народное хозяйство. Это делает в свою очередь экономическую теорию и практику несколько физическими: экономические прогнозы и планирование вложений должны считаться с объективными тенденциями физики.
Необходимость физики высоких энергий и постройки ускорителей, сообщающих частицам энергии 200— 1000 млрд, эв, по-видимому, бесспорна. Основные аргументы, высказанные в течение последних трех-четырех лет, указывают прежде, всего на вложения в физику высоких энергий как на условие прогресса цивилизации.
В этой связи Швингер[83] приводит очень интересное историческое сопоставление. В конце XIX в. существовало направление, возражавшее против выведения макроскопических свойств тел из их атомистической структуры, которая тогда была лишь гипотетической (вероятно, Швингер имеет в виду позицию Маха и Оствальда). Вопреки сомнениям наука затрачивала свои материальные и интеллектуальные ресурсы на экспериментальные поиски доказательства существования атомов. Это привело к новому этапу в науке и к триумфу атомистики. Сейчас перед нами новые гипотетические контуры микрокосма; отказаться от их экспериментальной проверки — значит отказаться от перехода науки на новую ступень.
Р. Оппенгеймер[84] выдвигает весьма «эйнштейновский» аргумент. Прогресс науки, ее проникновение во все меньшие пространственно-временные области — основа рационалистического мировоззрения. «Без дальнейшего проникновения в область бесконечно малого, усилия в этот, раз могут и не закончиться торжеством человеческого разума».
Подобные аргументы обосновывают необходимость физики высоких энергий. Собственно физические соображения обосновывают направления вложений, строительство тех или иных по параметрам ускорителей. Если бы мы нарисовали диаграмму напряженности магнитного поля, длины окружности вакуумной камеры, прироста энергии частиц за один оборот и т. д., физические соображения могли бы определить оптимальное сочетание параметров, оптимальное направление вектора в пространстве перечисленных переменных. Но от чего зависят масштабы вложений и скорость развертывания экспериментальной базы физики высоких энергий? Как обосновать темп ввода ускорителей на 200—1000 млрд, эв? Ни общие аргументы, ни физические соображения не содержат ответа на этот вопрос. Совершенно очевидно также, что вложения в физику высоких энергий, которые вызвали бы уменьшение темпов роста экспериментальных, промышленных и культурных условий пового этапа в науке, были бы нерациональными. В последнем счете такие условия включают весь баланс капитальных вложений, и вложения в физику высоких энергий должны быть составляющей оптимального экономического баланса.
Было бы очень просто, если бы мы могли определить количественный экономический эффект фундаментальных исследований и, исходя из максимального эффекта, найти долю вложений в физику высоких энергий в оптимальном балансе вложений. Но это невозможно. Когда мы говорим, что фундаментальная наука гарантирует возрастание ускорения производительности труда, то эта величина остается символом, который сейчас не может быть расшифрован в виде количественного показателя.
Для каждого ускорителя темпы его сооружения определяются обычными проектными и строительными условиями, а число их должно соответствовать числу различных теоретически обоснованных схем и, главное, наличию больших научных школ, уже обладающих опытом проектировки больших ускорителей, исследования тех или иных проблем с помощью пучков частиц высокой энергии и подошедших в своей теоретической работе к новым проблемам, требующим пучков с энергией 200—1000 млрд. эв.
И все же темпы развития физики высоких энергий определяются вопросом «зачем?». Этот вопрос в уже известном нам смысле максимального возрастания динамических показателей цивилизации относится к строительству ускорителей, и мы можем приписать фундаментальным исследованиям экономический эффект. Понятие экономического эффекта, как мы видели, преобразуется и обобщается, оно становится динамическим, включает показатели скорости и ускорения роста производительных сил.
Но этими количественно определимыми коэффициентами (определимыми в известных пределах, с неизбежной неопределенностью только что указанных экономических переменных) экономический эффект не ограничивается. Выше было сказано, что возрастание ускорения производительности труда (переход к более высоким коэффициентам ускорения) — это величина, не допускающая количественной расшифровки, пока не допускающая. Но из механизма ускорения следует со всей возможной в таких вопросах достоверностью качественный вывод: интенсивные исследования вызывают циклы ускорения экстенсивных исследований и их результатов, т. е. ускоренного обновления тех идеальных физических схем, которые служат целевыми канонами для технического прогресса.
Космос
Одному из самых блестящих изложений теории относительности — написанной в 1923 г. книге А. А. Фридмана «Мир как пространство и время» — автор предпослал в виде эпиграфа следующую выдержку из «Гисторических материалов Федота Кузьмича Пруткова»: «Однажды, когда ночь покрыла небеса своею епанчою, французский философ Декарт, у ступенек домашней лестницы своей сидевший и на мрачный горизонт с превеликим вниманием смотрящий, — некий прохожий подступил к нему с вопросом: «Скажи, мудрец, сколько звезд на сем небе?» — «Мерзавец! — ответствовал сей, — никто необъятного объять не может!» Сии, с превеликим огнем произнесенные, слова возымели на прохожего желаемое действие».
В следующих за эпиграфом первых строках книги А. А. Фридман говорит, что «всегда находились среди мыслящего человечества и любопытные прохожие и более, нежели Декарт, обходительные мудрецы, пытающиеся на основании постоянно ничтожных научных данных воссоздать картину мира»[85]. В оставшиеся десятилетия XX в. эти обходительные мудрецы смогут давать на вопросы любопытных прохожих о Вселенной ответы, основанные уже не на столь ничтожных данных. Но теперь речь идет не только о подсчетах дискретных тел во Вселенной. Космологическая проблема — это уже не только и, может быть, не столько проблема взаимодействующих дискретных тел, сколько проблема различных по своей природе полей. Самое же существенное отличие состоит в том, что сейчас без теоретических конструкций, охватывающих Метагалактику в целом, нельзя достаточно быстро продвигаться вперед в тех фундаментальных областях науки, которые придают нашей эпохе ее характерный динамизм.
Классическая картина взаимодействующих тел — звезд, планет и комет — была результатом первой астрономической революции, вызванной телескопом. Когда Галилей в 1610 г. направил зрительную трубу на небо, обнаружил дискретную природу Млечного Пути и другие ранее неизвестные факты и опубликовал свои открытия в «Звездном посланнике», начался период доказательства, теоретического осмысления и конкретизации системы Коперника — картины взаимодействующих тел без «естественных движений» перипатетической космологии.