Всё ещё неизвестная Вселенная. Мысли о физике, искусстве и кризисе науке - [46]
и Austin American-Statesman.
В федеральном бюджете, опубликованном на этой неделе, президент Обама запланировал повышение финансирования NASA на 2 % при сокращении программы пилотируемых космических полетов. Если конгресс одобрит сокращение, скорее всего, это будет означать отказ от планов по возвращению астронавтов на Луну. Некоторые говорят, что сокращение нанесет урон по американским науке и технологиям, однако президентская программа расходов скорее подтолкнет их развитие.
Программа пилотируемых космических полетов только притворяется научной, но на самом деле она вытесняет из NASA настоящую науку, которая целиком построена на беспилотных миссиях. В 2004 г. президент Джордж Буш — младший объявил о новой стратегии для Космического агентства: возвращение астронавтов на Луну, а затем пилотируемая экспедиция на Марс. Через несколько дней NASA объявила о существенных сокращениях в своих важнейших программах беспилотных астрономических исследований Beyond Einstein и Explorer. Они объяснили это тем, что программы «не поддерживают в полной мере цели президентской стратегии космических исследований».
Вскоре после выступления Буша-младшего я дал прогноз, что отправка астронавтов на Луну и Марс будет настолько дорогой, что будущие администрации откажутся от этого плана. Кажется, мой прогноз осуществился.
Все блестящие астрономические открытия прошлого, которые можно отнести на счет NASA, были сделаны с помощью беспилотных спутниковых обсерваторий, а предстоит сделать еще больше. Анализируя поляризацию реликтового излучения, мы можем найти подтверждение существования гравитационных волн, возникших в первые мгновения после Большого взрыва. С помощью лазерных лучей, пересылаемых между группами спутников, мы сможем обнаружить гравитационные волны, возникшие непосредственно в результате столкновения нейтронных звезд и черных дыр[109]. Устанавливая соотношение между расстояниями и скоростями множества галактик, мы сможем исследовать загадочную темную энергию, на долю которой приходится большая часть энергии Вселенной.
Ни для одной из этих задач не нужны астронавты. Стоимость всех этих проектов составит несколько миллиардов долларов — не дешево, но это ничто по сравнению с сотней миллиардов долларов, которые потребуются для возращения на Луну, или многих сотен миллиардов долларов для пилотируемой миссии на Марс.
Астронавты внесли большой вклад в астрономию, обслуживая космический телескоп Hubble, это правда. Однако, если бы телескоп Hubble был выведен на орбиту с помощью беспилотных ракет, а не космического шаттла, мы сэкономили бы столько денег, что можно было бы вместо обслуживания одного телескопа запустить на орбиту полдюжины таких телескопов, что вообще избавило бы от необходимости в обслуживании.
В любом случае аргумент в пользу привлечения астронавтов для обслуживания спутниковых обсерваторий уже не актуален. Существующие беспилотные обсерватории, такие как сверхуспешные WMAP (зонд Уилкинсона по исследованию анизотропии реликтового излучения) и новый спутник Европейского космического агентства Planck, с помощью которых изучают ранний этап расширения Вселенной, предшествовавший образованию материи, сейчас находятся на низких околоземных орбитах, как и Hubble, но только в точке L2. Это такая точка в пространстве, которая находится на прямой, соединяющей Солнце и Землю. Она всегда остается позади Земли и удалена на миллионы километров от нашей планеты — за пределы досягаемости астронавтов. Наследник Hubble, космический телескоп имени Джеймса Уэбба, также будет размещен в точке L2.
Отказ от пилотируемых космических полетов не означает, что мы ставим крест на исследовании Солнечной системы. Президентский проект бюджета предусматривает расходы на NASA в объеме $19 млрд, и вместо одной дорогостоящей отправки нескольких астронавтов в какую-то одну точку на Марсе мы за гораздо меньшие деньги сможем послать сотни роботов, таких как Spirit и Opportunity, в разные места по всей планете.
Трудно получить достоверную оценку стоимости отправки астронавтов на Марс, однако я не слышал ни об одной такой оценке, которая была бы меньше нескольких сотен миллиардов долларов. Стоимость отправки на Марс роботов Spirit и Opportunity составляла меньше одного миллиарда. Беспилотное исследование Марса будет более полезно не только для науки; оно также даст гораздо больше ценных сопутствующих технологий, которые пригодятся на Земле, например технологии создания робототехники и управляющих компьютерных программ, которые смогут автономно работать в непредсказуемых условиях.
Единственная технология, для развития которой нужна программа пилотируемых космических полетов, — это технология жизнеобеспечения в космосе. А единственным потребителем этой технологии является сама программа пилотируемых космических полетов.
16. Кризис большой науки
Всемирный фестиваль науки — это популярный научный слет, основанный Брайаном Грином и Трейси Дей. Каждую весну жители Нью-Йорка могут принять участие в фестивальных панельных дискуссиях или послушать краткие научно-популярные лекции. В 2011 г. организаторы фестиваля решили запустить серию ежегодных научных лекций под общим названием «На плечах гигантов». Мне предложили прочитать первую приветственную лекцию в этой серии. Я согласился, поскольку хотел обсудить вопрос, тревоживший меня некоторое время, а именно ухудшающиеся перспективы государственной поддержки большой науки, например крупных проектов в области экспериментальной физики и астрономических наблюдений. Мое выступление на Всемирном фестивале науки состоялось 4 июня 2011 г., а 9 января 2012 г. эту же лекцию я прочитал на пленарном заседании Американского астрономического сообщества в Остине. В конце выступления я взял на себя смелость выйти за рамки политики в области науки и призвал повысить расходы на все самые разные общественные нужды.
В своей книге «Мечты об окончательной теории» Стивен Вайнберг – Нобелевский лауреат по физике – описывает поиск единой фундаментальной теории природы, которая для объяснения всего разнообразия явлений микро– и макромира не нуждалась бы в дополнительных принципах, не следующих из нее самой. Электромагнитные силы и радиоактивный распад, удержание кварков внутри нуклонов и разлет галактик – все это, как стремятся показать физики и математики, лишь разные проявления единого фундаментального закона.Вайнберг дает ответ на интригующие вопросы: Почему каждая попытка объяснить законы природы указывает на необходимость нового, более глубокого анализа? Почему самые лучшие теории не только логичны, но и красивы? Как повлияет окончательная теория на наше философское мировоззрение?Ясно и доступно Вайнберг излагает путь, который привел физиков от теории относительности и квантовой механики к теории суперструн и осознанию того, что наша Вселенная, быть может, сосуществует рядом с другими вселенными.Книга написана удивительно живым и образным языком, насыщена афоризмами и остроумными эпизодами.
В книге крупнейшего американского физика-теоретика популярно и увлекательно рассказывается о современном взгляде на происхождение Вселенной. Описаны факты, подтверждающие модель «горячей Вселенной», рассказана история фундаментальных астрофизических открытий последних лет. С большим мастерством и научной точностью излагается эволюция Вселенной на ранних стадиях ее развития после «Большого взрыва».В новое издание вошла также нобелевская лекция С. Вайнберга, в которой описывается история возникновения единой теории слабых и электромагнитных взаимодействий.Для читателей, интересующихся проблемами космологии.
Книга одного из самых известных ученых современности, нобелевского лауреата по физике, доктора философии Стивена Вайнберга – захватывающая и энциклопедически полная история науки. Это фундаментальный труд о том, как рождались и развивались современные научные знания, двигаясь от простого коллекционирования фактов к точным методам познания окружающего мира. Один из самых известных мыслителей сегодняшнего дня проведет нас по интереснейшему пути – от древних греков до нашей эры, через развитие науки в арабском и европейском мире в Средние века, к научной революции XVI–XVII веков и далее к Ньютону, Эйнштейну, стандартной модели, гравитации и теории струн.
В книге, одним из авторов которой является известный американский физик Г. Гамов, в доступной и увлекательной форме рассказывается о достижениях на стыке физики и биологии. Данная книга рассчитана на учащихся старших классов и студентов начальных курсов университетов самых разных специальностей.
Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.
Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.
Исаак Ньютон возглавил научную революцию, которая в XVII веке охватила западный мир. Ее высшей точкой стала публикация в 1687 году «Математических начал натуральной философии». В этом труде Ньютон показал нам мир, управляемый тремя законами, которые отвечают за движение, и повсеместно действующей силой притяжения. Чтобы составить полное представление об этом уникальном ученом, к перечисленным фундаментальным открытиям необходимо добавить изобретение дифференциального и интегрального исчислений, а также формулировку основных законов оптики.
Ричард МурКлиматическая наука: наблюдения и модели.21.01.2010Источник: Richard K. Moore, Gglobal ResearchClimate Science: Observations versus ModelsПеревод: Арвид Хоглунд, специально для сайта "Война и Мир".Теория парниковых газов якобы ответственных за катастрофическое глобальное потепление не согласуется с фактами и является политической спекуляцией на реальной науке. Рассматривается фактическая картина современного климата по доступным данным.
Специалист по проблемам мирового здравоохранения, основатель шведского отделения «Врачей без границ», создатель проекта Gapminder, Ханс Рослинг неоднократно входил в список 100 самых влиятельных людей мира. Его книга «Фактологичность» — это попытка дать читателям с самым разным уровнем подготовки эффективный инструмент мышления в борьбе с новостной паникой. С помощью проверенной статистики и наглядных визуализаций Рослинг описывает ловушки, в которые попадает наш разум, и рассказывает, как в действительности сегодня обстоят дела с бедностью и болезнями, рождаемостью и смертностью, сохранением редких видов животных и глобальными климатическими изменениями.
Американский генетик Дэвид Райх – один из главных революционеров в области изучения древней ДНК, которая для понимания истории человечества оказалась не менее важной, чем археология, лингвистика и письменные источники. В своей книге Райх наглядно показывает, сколько скрытой информации о нашем далеком прошлом содержит человеческий геном и как радикально геномная революция меняет наши устоявшиеся представления о современных людях. Миграции наших предков, их отношения с конкурирующими видами, распространение культур – все это предстает в совершенно ином свете с учетом данных по ДНК ископаемых останков.
Все решения и поступки зарождаются в нашей психике благодаря работе нейронных сетей. Сбои в ней заставляют нас страдать, но порой дарят способность принимать нестандартные решения и создавать шедевры. В этой книге нобелевский лауреат Эрик Кандель рассматривает психические расстройства через призму “новой биологии психики”, плода слияния нейробиологии и когнитивной психологии. Достижения нейровизуализации, моделирования на животных и генетики помогают автору познавать тайны мозга и намечать подходы к лечению психических и даже социальных болезней.
«Уравнение Бога» – это увлекательный рассказ о поиске самой главной физической теории, способной объяснить рождение Вселенной, ее судьбу и наше место в ней. Знаменитый физик и популяризатор науки Митио Каку прослеживает весь путь удивительных открытий – от Ньютоновой революции и основ теории электромагнетизма, заложенных Фарадеем и Максвеллом, до теории относительности Эйнштейна, квантовой механики и современной теории струн, – ведущий к той великой теории, которая могла бы объединить все физические взаимодействия и дать полную картину мира.