Всё ещё неизвестная Вселенная. Мысли о физике, искусстве и кризисе науке - [50]
Финансирование — проблема для всех сфер науки. В последние 10 лет Национальный научный фонд зафиксировал падение доли заявок на гранты, которые фонд может профинансировать, с 33 до 23 %. Вместе с тем особая проблема большой науки состоит в том, что уменьшить ее, науки, масштаб крайне не просто. Бесполезно строить ускоритель, туннель которого протянут только на половину кольца.
История астрономии сильно отличается от истории физики, однако страдает преимущественно от тех же проблем. Астрономия рано стала большой наукой при существенной государственной поддержке, поскольку астрономия приносила пользу так, как до недавнего времени этого не удавалось физике[116]. В Древнем мире астрономия использовалась в задачах геодезии и навигации, при хронометрировании и составлении календарей, а в форме астрологии она считалась полезной для предсказаний. Государства создавали исследовательские институты: Александрийский мусейон эпохи эллинизма, Дом мудрости в Багдаде IX в.; огромная обсерватория в Самарканде, построенная в 1420 г. Мирзо Улугбеком; Ураниборг, обсерватория Тихо Браге, построенная на острове, который был выделен датским королем специально для этой цели в 1576 г.; Гринвичская обсерватория в Англии; позже — военно-морская обсерватория США.
В XIX в. богатые частные лица начали щедро тратить деньги на астрономию. Третий граф Росс с помощью громадного телескопа под названием Левиафан в своей домашней обсерватории открыл, что туманности, которые, как мы теперь знаем, являются галактиками, имеют спиральные рукава. В Америке обсерватории и телескопы называли в честь спонсоров, например Лик, Йеркес и Хукер, из более поздних — Кек, Хобби и Эберли.
Однако теперь перед астрономией стоят задачи, которые не могут быть решены за счет частных лиц. Мы должны отправлять обсерватории в космос, чтобы избежать размытия изображений, обусловленного влиянием земной атмосферы, а также чтобы наблюдать за излучением, которое не может пройти сквозь атмосферу. Спутниковые обсерватории, такие как COBE, космический телескоп Hubble и WMAP (зонд Уилкинсона по исследованию анизотропии реликтового излучения), совершили революцию в космологии, работая в тандеме с передовыми наземными обсерваториями. Теперь мы знаем, что современная фаза Большого взрыва началась 13,7 млрд лет назад. Мы располагаем надежными свидетельствами тому, что этой фазе предшествовала фаза экспоненциально быстрого расширения, называемая инфляцией.
Тем не менее космология подвергается риску стагнации практически в том же виде, в каком десятилетиями стагнировала физика элементарных частиц. Открытие ускоряющегося расширения Вселенной, совершенное в 1998 г., может быть описано разными теориями, и у нас нет наблюдений, которые позволили бы выбрать из них правильную. Регистрация реликтового излучения, оставшегося со времен ранней Вселенной, подтвердила общую идею об инфляции, но она не дает подробной информации о физических процессах, связанных с расширением. Будут нужны новые спутниковые обсерватории, но найдутся ли деньги на их создание?
Недавняя история космического телескопа имени Джеймса Уэбба, который должен был выйти на смену Hubble, к сожалению, напоминает историю SSC. По требованию администрации Обамы финансирование проекта будет продолжено, но на таком уровне, который делает невозможным вывод телескопа на орбиту. В июле комитет по ассигнованиям в палате представителей проголосовал за полную отмену программы создания телескопа Уэбба. Было недовольство ростом стоимости проекта, но, как и в случае с SSC, рост стоимости во многом был связан с тем, что из года в год проект недостаточно финансировался[117]. Недавно финансирование было вновь возобновлено, но прогноз на будущее нерадостный. Проект забрали у Управления по научным исследованиям NASA. Техническое исполнение проекта «Уэбб» было превосходным, миллиарды долларов уже потрачены, но так же было и с SSC. Результат известен.
Тем временем за последние несколько лет в NASA сократилось финансирование астрофизики. В 2010 г. Национальный исследовательский совет представил обзор перспектив астрономии на следующие десять лет, расставив приоритеты для новых космических обсерваторий. Высший приоритет получил WFIRST, инфракрасный обзорный телескоп; следующей стала Explorer, программа обсерваторий среднего размера, похожих по масштабу на WMAP; далее идет LISA, детектор гравитационных волн; и, наконец, международная рентгеновская обсерватория. Ни один из этих проектов так и не был заложен в бюджет.
В некоторой степени слабость большой науки компенсируется Европой, например, такими проектами, как БАК и новая спутниковая микроволновая обсерватория Planck. Но в Европе финансовые проблемы серьезнее, чем в США, и сейчас Европейская комиссия рассматривает вопрос об удалении крупных научных проектов из бюджета ЕС.
У космической астрономии в США отдельная проблема. NASA, государственное агентство, отвечающее за эту работу, всегда тратило больше своих ресурсов на пилотируемые космические полеты, которые науке дают крайне мало. Все космические обсерватории, которые за последние несколько лет внесли огромный вклад в развитие астрономии, были беспилотными. Международная космическая станция создавалась отчасти как научная лаборатория, но оттуда не пришло ни одного важного научного результата. В прошлом году на МКС доставили детектор космических лучей Alpha Magnetic Spectrometer (после неудавшейся попытки NASA убрать его из расписания полетов), и впервые на МКС могут быть получены значимые для науки результаты, но астронавты не будут иметь никакого отношения к работе детектора, так что можно было сделать его намного дешевле, разместив на беспилотном спутнике.
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.