«Ядерная война уничтожит нас раньше, чем мы поймём устройство Вселенной». Нобелевский лауреат дал человечеству 35 лет
NewsMakerЦивилизация не доживёт до следующего века? Подробности интервью Дэвида Гросса.
Дэвид Гросс дал журналистам интервью после получения специальной премии Breakthrough Prize по фундаментальной физике на 3 миллиона долларов. Формально поводом была новая награда, но разговор быстро ушёл дальше биографии лауреата. Гросс говорил о теории, которая могла бы объединить главные силы природы, о том, почему фундаментальная физика продвигается медленнее, чем раньше, и о ядерной войне, которая, по его оценке, может оборвать человеческую цивилизацию раньше, чем учёные успеют окончательно описать законы Вселенной.
Гросс называет себя оптимистом, особенно когда думает о будущем физики. Он уверен, что где-то в глубине природы скрывается единая теория, способная связать электромагнетизм, сильное и слабое взаимодействия с гравитацией. Такая теория должна закрыть давний разрыв между квантовой физикой и гравитацией, которая пока не вписывается в ту же математическую картину. Но личный оптимизм физика сталкивается с более мрачной оценкой: человечество может уничтожить себя в ядерной войне раньше, чем добьётся этой цели.
В начале 1970-х годов Гросс вместе с коллегами открыл асимптотическую свободу, одно из самых необычных свойств сильного ядерного взаимодействия. Сильное взаимодействие удерживает кварки внутри протонов и нейтронов. Кварки нельзя просто вынуть из протона по одному: чем дальше частицы пытаются раздвинуть, тем сильнее растёт притяжение между ними. Но внутри самого протона, на очень малых расстояниях, кварки ведут себя почти свободно и взаимодействуют гораздо слабее.
Именно это странное поведение и называют асимптотической свободой. Физики много раз проверяли идею в экспериментах с высокими энергиями. Открытие помогло построить квантовую хромодинамику, теорию сильного взаимодействия, а затем закрепило её как одну из опор Стандартной модели физики элементарных частиц. За эту работу Гросс получил Нобелевскую премию по физике в 2004 году.
После успеха квантовой хромодинамики Гросс занялся более рискованной областью. В 1980-е годы он участвовал в разработке гетеротической теории струн . Эта версия струнной теории сочетает разные типы струнных моделей и пытается описать фундаментальные частицы не как точки, а как крошечные одномерные объекты. В отличие от асимптотической свободы, струнная теория пока не получила экспериментального подтверждения. Для Гросса разница между этими двумя частями карьеры важна: одна опирается на данные, другая остаётся попыткой заглянуть дальше доступной экспериментальной области.
Новая премия для него одновременно приятна и немного неловка. Гросс уже получал медаль Дирака в 1988 году, премию Харви в 2000 году и Нобелевскую премию в 2004-м. Breakthrough Prize он воспринимает не как замену Нобелевской, а как более свободную награду: она может достаться учёным за идеи, которые ещё не успела проверить природа. Гросс давно помогает привлекать средства для Института теоретической физики Кавли в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре и других научных центров, поэтому новая сумма даёт ему возможность самому поддержать коллег и институты.
В разговоре Гросс объясняет, почему путь к единой теории так затянулся. Когда он начинал карьеру, экспериментальная физика переживала бурный период. Ускорители и детекторы постоянно приносили новые частицы и неожиданные результаты, а теоретики пытались собрать из этих данных ясную картину. Сейчас ситуация почти зеркальная. У физиков много сильных математических идей, но природа перестала щедро подбрасывать новые факты. Раньше теоретик мог предложить расчёт и дождаться проверки в течение года. Теперь развитие области планируют на срок от 30 до 60 лет.
Замедление Гросс связывает не только с деньгами. Крупные эксперименты действительно требуют больших команд, сложной инженерии и долгого строительства, но дело глубже. Физики продвигаются к всё меньшим масштабам расстояний, а чтобы заглянуть туда, нужны всё более высокие энергии. За последние два века наука прошла огромный путь: от молекул к атомам, от атомов к ядрам, от ядер к внутренней структуре протонов и нейтронов. По словам Гросса, прогресс охватил примерно от 15 до 20 порядков величины.
Следующая область, на которую указывают наблюдения и теоретические продолжения известных моделей, лежит гораздо дальше. Физике, возможно, нужно пройти ещё около 20 порядков величины. И здесь появляется неприятная математика. Из-за асимптотической свободы и похожих свойств квантовых полей физика на меньших расстояниях меняется медленно, логарифмически. Цена доступа к более высоким энергиям растёт гораздо быстрее, как минимум пропорционально квадрату энергии. Научная отдача увеличивается медленно, а стоимость экспериментов взлетает резко. Для Гросса такой разрыв объясняет, почему путь к новым данным становится всё тяжелее.
Отсюда он переходит к ядерной угрозе. По логике Гросса, человечеству могут понадобиться столетия новых теорий, ускорителей и наблюдений, чтобы проверить окончательную теорию природы. Но глобальная ядерная война способна уничтожить цивилизацию за один день. Поэтому снижение ядерного риска он считает частью той же задачи, что и фундаментальные исследования: нет будущей физики без будущих людей, лабораторий и университетов.
Гросс говорит, что научная работа и общественная позиция не противоречат друг другу. Каждый учёный сам решает, как тратить ограниченное время, но большая награда даёт не только признание. Она привлекает внимание, а вместе с ним появляются просьбы выступать, подписывать письма, объяснять риски и убеждать политиков. Учёный признаёт, что публичность отнимает силы, но считает такую работу полезной.
Сейчас он вместе с другими учёными пытается оживить Майнауский процесс - движение нобелевских лауреатов против ядерной войны. В новой группе, которую называют Ассамблеей нобелевских лауреатов по предотвращению ядерной войны, участвуют исследователи, работающие с ООН и европейскими площадками. В июле прошлого года группа провела крупную встречу в Чикаго, на которую папа римский отправил кардинала как своего представителя. Следующие мероприятия планируют в Ватикане.
Главная задача этой кампании - напомнить людям, что ядерное уничтожение не ушло вместе с холодной войной. Гросс особенно хочет достучаться до молодых учёных. По его наблюдениям, аспиранты, постдоки и профессора почти всегда называют климат главным глобальным страхом. Затем вспоминают разнообразие в академической среде, получение постоянной ставки, инфляцию или карьерную неопределённость. Ядерную войну почти никто не ставит во главу списка.
Гросса поражает, что даже физики часто плохо представляют масштаб угрозы. Он спрашивает молодых коллег, сколько существует ядерных ракет, сколько времени нужно лидерам ядерных держав, чтобы отдать приказ на запуск, и что делает боезаряд мощностью одна мегатонна. По его словам, ответы часто показывают не нехватку специальных знаний, а пробел в базовом понимании риска.
В XX веке серьёзные специалисты оценивали вероятность ядерной войны примерно в 1% в год. Одно число кажется небольшим, и многие легко отмахиваются от него: войны не было, значит, можно не думать. Но риск накапливается год за годом. При 1% в год, по расчёту Гросса, ожидаемая продолжительность жизни человека, родившегося сегодня, снижается примерно до 67 лет, если считать, что глобальная ядерная война приведёт к его гибели. Физик сравнивает эту логику с радиоактивным распадом: отдельный атом может долго не распадаться, но при большом числе атомов и достаточном времени редкое событие становится статистически ожидаемым.
Сейчас физик считает положение хуже, чем во времена старых оценок. Договоры по контролю над ядерными вооружениями разрушены или прекращены, число стран с ядерными амбициями выросло, а в Европе идёт большая война с участием России, у которой есть ядерный арсенал. Гросс консервативно оценивает нынешний риск ядерной войны в 2% в год. При такой вероятности горизонт жизни детей, по его расчёту, сжимается примерно до 35 лет, если не снизить угрозу.
При этом Гросс не требует немедленно уничтожить всё ядерное оружие и не рассчитывает, что человечество внезапно станет пацифистским. Он говорит о более реалистичной цели: снизить вероятность катастрофы. Декларация, подготовленная после встречи в Чикаго, перечисляет меры, которые, по мнению участников, могли бы уменьшить риск. В интервью физик не разбирает эти пункты один за другим, но подчёркивает сам принцип. Если удастся опустить ежегодную вероятность хотя бы до 0,1%, человечество выиграет несколько столетий для решения других проблем.
Климатическую повестку он приводит как пример того, как наука может пробить общественное равнодушие. Около 40 лет назад исследователи начали настойчиво предупреждать о потеплении. Путь занял много времени, нефтяные компании и связанные с ними политики сопротивлялись, но климат всё же стал сильной политической темой. По мнению Гросса, похожий общественный механизм раньше помогал и в ядерной сфере. Миллионы людей выходили на улицы против радиоактивных осадков от атмосферных испытаний, а давление общества помогло продвинуть Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний.
После холодной войны внимание исчезло, но арсеналы остались. Гросс считает эту забывчивость опасной. Климат меняется медленно и грозит огромным ущербом, но сам по себе, по его оценке, не уничтожит всё человечество. Глобальная термоядерная война может за 24 часа разрушить цивилизацию, города, институты и привычный мир. Для него бездействие перед такой угрозой выглядит особенно нелогичным.
Отдельно Гросс резко критикует идею масштабной противоракетной обороны Golden Dome. Он сравнивает проект с программой Звёздных войн времён Рональда Рейгана, только в более дорогой и усиленной версии. По мнению физика, оборона в такой гонке почти всегда проигрывает нападению. Нападающая сторона может наращивать число боеголовок, ложных целей и способов обхода, а защитной системе приходится пытаться перехватить всё.
Гросс объясняет проблему на примере большого города. Достаточно одной боеголовки, прорвавшейся через оборону, чтобы последствия стали катастрофическими. Одна ракета с разделяющимися головными частями индивидуального наведения может направить в район Нью-Йорка 10 зарядов мощностью по полмегатонны. Любую защиту можно перегрузить, обмануть или обойти. Войны последних лет, по его словам, уже показывают асимметрию: дешёвые дроны и ракеты заставляют применять дорогие системы перехвата, где один оборонительный выстрел может стоить на порядки больше цели.
Физик видит в противоракетной обороне ещё одну опасность. Если государство верит, что способно прикрыться от ответного удара, у политиков появляется соблазн действовать агрессивнее. По мнению Гросса, подобные проекты не решают главную задачу, а толкают мир к новой гонке вооружений. Golden Dome он считает крайне дорогим, технически ненадёжным и почти не связанным с реальным снижением риска.
В политике он стал менее оптимистичен: США и мир, по его словам, движутся в сторону всё большей нестабильности. Но ядерная угроза не похожа на землетрясение или падение астероида. Ракеты, боеголовки, системы предупреждения и командные цепочки построили люди, люди же могут изменить правила обращения с ними.
Гросс не хочет, чтобы человечеству понадобилась малая ядерная война, которая убьёт несколько сотен миллионов человек и разрушит огромную часть планеты, чтобы напомнить, насколько близко мир подошёл к катастрофе. Он надеется, что предупреждений, расчётов и политического давления хватит раньше.
В фундаментальной физике оптимизм для него почти профессиональное требование. Учёный, который ищет начало Вселенной, её будущий конец и единую теорию всех взаимодействий, не может ждать быстрых ответов. Гросс сравнивает эту работу с подъёмом на гору, высоту которой никто не знает. Иногда кажется, что вершина рядом. Иногда наоборот - что путь уходит ещё далеко вверх.
Когда физик сомневается в темпе движения, он смотрит назад: на год, десятилетие или целую карьеру. По его словам, такой взгляд почти всегда показывает, насколько сильно изменилось понимание природы. Единая теория может оказаться далеко. Проверка струнных идей может потребовать смены нескольких поколений. Ускорители и космические наблюдения будут становиться сложнее. Но у человечества есть более срочная задача: не уничтожить себя, пока учёные ещё поднимаются по этой горе.
Дэвид Гросс дал журналистам интервью после получения специальной премии Breakthrough Prize по фундаментальной физике на 3 миллиона долларов. Формально поводом была новая награда, но разговор быстро ушёл дальше биографии лауреата. Гросс говорил о теории, которая могла бы объединить главные силы природы, о том, почему фундаментальная физика продвигается медленнее, чем раньше, и о ядерной войне, которая, по его оценке, может оборвать человеческую цивилизацию раньше, чем учёные успеют окончательно описать законы Вселенной.
Гросс называет себя оптимистом, особенно когда думает о будущем физики. Он уверен, что где-то в глубине природы скрывается единая теория, способная связать электромагнетизм, сильное и слабое взаимодействия с гравитацией. Такая теория должна закрыть давний разрыв между квантовой физикой и гравитацией, которая пока не вписывается в ту же математическую картину. Но личный оптимизм физика сталкивается с более мрачной оценкой: человечество может уничтожить себя в ядерной войне раньше, чем добьётся этой цели.
В начале 1970-х годов Гросс вместе с коллегами открыл асимптотическую свободу, одно из самых необычных свойств сильного ядерного взаимодействия. Сильное взаимодействие удерживает кварки внутри протонов и нейтронов. Кварки нельзя просто вынуть из протона по одному: чем дальше частицы пытаются раздвинуть, тем сильнее растёт притяжение между ними. Но внутри самого протона, на очень малых расстояниях, кварки ведут себя почти свободно и взаимодействуют гораздо слабее.
Именно это странное поведение и называют асимптотической свободой. Физики много раз проверяли идею в экспериментах с высокими энергиями. Открытие помогло построить квантовую хромодинамику, теорию сильного взаимодействия, а затем закрепило её как одну из опор Стандартной модели физики элементарных частиц. За эту работу Гросс получил Нобелевскую премию по физике в 2004 году.
После успеха квантовой хромодинамики Гросс занялся более рискованной областью. В 1980-е годы он участвовал в разработке гетеротической теории струн . Эта версия струнной теории сочетает разные типы струнных моделей и пытается описать фундаментальные частицы не как точки, а как крошечные одномерные объекты. В отличие от асимптотической свободы, струнная теория пока не получила экспериментального подтверждения. Для Гросса разница между этими двумя частями карьеры важна: одна опирается на данные, другая остаётся попыткой заглянуть дальше доступной экспериментальной области.
Новая премия для него одновременно приятна и немного неловка. Гросс уже получал медаль Дирака в 1988 году, премию Харви в 2000 году и Нобелевскую премию в 2004-м. Breakthrough Prize он воспринимает не как замену Нобелевской, а как более свободную награду: она может достаться учёным за идеи, которые ещё не успела проверить природа. Гросс давно помогает привлекать средства для Института теоретической физики Кавли в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре и других научных центров, поэтому новая сумма даёт ему возможность самому поддержать коллег и институты.
В разговоре Гросс объясняет, почему путь к единой теории так затянулся. Когда он начинал карьеру, экспериментальная физика переживала бурный период. Ускорители и детекторы постоянно приносили новые частицы и неожиданные результаты, а теоретики пытались собрать из этих данных ясную картину. Сейчас ситуация почти зеркальная. У физиков много сильных математических идей, но природа перестала щедро подбрасывать новые факты. Раньше теоретик мог предложить расчёт и дождаться проверки в течение года. Теперь развитие области планируют на срок от 30 до 60 лет.
Замедление Гросс связывает не только с деньгами. Крупные эксперименты действительно требуют больших команд, сложной инженерии и долгого строительства, но дело глубже. Физики продвигаются к всё меньшим масштабам расстояний, а чтобы заглянуть туда, нужны всё более высокие энергии. За последние два века наука прошла огромный путь: от молекул к атомам, от атомов к ядрам, от ядер к внутренней структуре протонов и нейтронов. По словам Гросса, прогресс охватил примерно от 15 до 20 порядков величины.
Следующая область, на которую указывают наблюдения и теоретические продолжения известных моделей, лежит гораздо дальше. Физике, возможно, нужно пройти ещё около 20 порядков величины. И здесь появляется неприятная математика. Из-за асимптотической свободы и похожих свойств квантовых полей физика на меньших расстояниях меняется медленно, логарифмически. Цена доступа к более высоким энергиям растёт гораздо быстрее, как минимум пропорционально квадрату энергии. Научная отдача увеличивается медленно, а стоимость экспериментов взлетает резко. Для Гросса такой разрыв объясняет, почему путь к новым данным становится всё тяжелее.
Отсюда он переходит к ядерной угрозе. По логике Гросса, человечеству могут понадобиться столетия новых теорий, ускорителей и наблюдений, чтобы проверить окончательную теорию природы. Но глобальная ядерная война способна уничтожить цивилизацию за один день. Поэтому снижение ядерного риска он считает частью той же задачи, что и фундаментальные исследования: нет будущей физики без будущих людей, лабораторий и университетов.
Гросс говорит, что научная работа и общественная позиция не противоречат друг другу. Каждый учёный сам решает, как тратить ограниченное время, но большая награда даёт не только признание. Она привлекает внимание, а вместе с ним появляются просьбы выступать, подписывать письма, объяснять риски и убеждать политиков. Учёный признаёт, что публичность отнимает силы, но считает такую работу полезной.
Сейчас он вместе с другими учёными пытается оживить Майнауский процесс - движение нобелевских лауреатов против ядерной войны. В новой группе, которую называют Ассамблеей нобелевских лауреатов по предотвращению ядерной войны, участвуют исследователи, работающие с ООН и европейскими площадками. В июле прошлого года группа провела крупную встречу в Чикаго, на которую папа римский отправил кардинала как своего представителя. Следующие мероприятия планируют в Ватикане.
Главная задача этой кампании - напомнить людям, что ядерное уничтожение не ушло вместе с холодной войной. Гросс особенно хочет достучаться до молодых учёных. По его наблюдениям, аспиранты, постдоки и профессора почти всегда называют климат главным глобальным страхом. Затем вспоминают разнообразие в академической среде, получение постоянной ставки, инфляцию или карьерную неопределённость. Ядерную войну почти никто не ставит во главу списка.
Гросса поражает, что даже физики часто плохо представляют масштаб угрозы. Он спрашивает молодых коллег, сколько существует ядерных ракет, сколько времени нужно лидерам ядерных держав, чтобы отдать приказ на запуск, и что делает боезаряд мощностью одна мегатонна. По его словам, ответы часто показывают не нехватку специальных знаний, а пробел в базовом понимании риска.
В XX веке серьёзные специалисты оценивали вероятность ядерной войны примерно в 1% в год. Одно число кажется небольшим, и многие легко отмахиваются от него: войны не было, значит, можно не думать. Но риск накапливается год за годом. При 1% в год, по расчёту Гросса, ожидаемая продолжительность жизни человека, родившегося сегодня, снижается примерно до 67 лет, если считать, что глобальная ядерная война приведёт к его гибели. Физик сравнивает эту логику с радиоактивным распадом: отдельный атом может долго не распадаться, но при большом числе атомов и достаточном времени редкое событие становится статистически ожидаемым.
Сейчас физик считает положение хуже, чем во времена старых оценок. Договоры по контролю над ядерными вооружениями разрушены или прекращены, число стран с ядерными амбициями выросло, а в Европе идёт большая война с участием России, у которой есть ядерный арсенал. Гросс консервативно оценивает нынешний риск ядерной войны в 2% в год. При такой вероятности горизонт жизни детей, по его расчёту, сжимается примерно до 35 лет, если не снизить угрозу.
При этом Гросс не требует немедленно уничтожить всё ядерное оружие и не рассчитывает, что человечество внезапно станет пацифистским. Он говорит о более реалистичной цели: снизить вероятность катастрофы. Декларация, подготовленная после встречи в Чикаго, перечисляет меры, которые, по мнению участников, могли бы уменьшить риск. В интервью физик не разбирает эти пункты один за другим, но подчёркивает сам принцип. Если удастся опустить ежегодную вероятность хотя бы до 0,1%, человечество выиграет несколько столетий для решения других проблем.
Климатическую повестку он приводит как пример того, как наука может пробить общественное равнодушие. Около 40 лет назад исследователи начали настойчиво предупреждать о потеплении. Путь занял много времени, нефтяные компании и связанные с ними политики сопротивлялись, но климат всё же стал сильной политической темой. По мнению Гросса, похожий общественный механизм раньше помогал и в ядерной сфере. Миллионы людей выходили на улицы против радиоактивных осадков от атмосферных испытаний, а давление общества помогло продвинуть Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний.
После холодной войны внимание исчезло, но арсеналы остались. Гросс считает эту забывчивость опасной. Климат меняется медленно и грозит огромным ущербом, но сам по себе, по его оценке, не уничтожит всё человечество. Глобальная термоядерная война может за 24 часа разрушить цивилизацию, города, институты и привычный мир. Для него бездействие перед такой угрозой выглядит особенно нелогичным.
Отдельно Гросс резко критикует идею масштабной противоракетной обороны Golden Dome. Он сравнивает проект с программой Звёздных войн времён Рональда Рейгана, только в более дорогой и усиленной версии. По мнению физика, оборона в такой гонке почти всегда проигрывает нападению. Нападающая сторона может наращивать число боеголовок, ложных целей и способов обхода, а защитной системе приходится пытаться перехватить всё.
Гросс объясняет проблему на примере большого города. Достаточно одной боеголовки, прорвавшейся через оборону, чтобы последствия стали катастрофическими. Одна ракета с разделяющимися головными частями индивидуального наведения может направить в район Нью-Йорка 10 зарядов мощностью по полмегатонны. Любую защиту можно перегрузить, обмануть или обойти. Войны последних лет, по его словам, уже показывают асимметрию: дешёвые дроны и ракеты заставляют применять дорогие системы перехвата, где один оборонительный выстрел может стоить на порядки больше цели.
Физик видит в противоракетной обороне ещё одну опасность. Если государство верит, что способно прикрыться от ответного удара, у политиков появляется соблазн действовать агрессивнее. По мнению Гросса, подобные проекты не решают главную задачу, а толкают мир к новой гонке вооружений. Golden Dome он считает крайне дорогим, технически ненадёжным и почти не связанным с реальным снижением риска.
В политике он стал менее оптимистичен: США и мир, по его словам, движутся в сторону всё большей нестабильности. Но ядерная угроза не похожа на землетрясение или падение астероида. Ракеты, боеголовки, системы предупреждения и командные цепочки построили люди, люди же могут изменить правила обращения с ними.
Гросс не хочет, чтобы человечеству понадобилась малая ядерная война, которая убьёт несколько сотен миллионов человек и разрушит огромную часть планеты, чтобы напомнить, насколько близко мир подошёл к катастрофе. Он надеется, что предупреждений, расчётов и политического давления хватит раньше.
В фундаментальной физике оптимизм для него почти профессиональное требование. Учёный, который ищет начало Вселенной, её будущий конец и единую теорию всех взаимодействий, не может ждать быстрых ответов. Гросс сравнивает эту работу с подъёмом на гору, высоту которой никто не знает. Иногда кажется, что вершина рядом. Иногда наоборот - что путь уходит ещё далеко вверх.
Когда физик сомневается в темпе движения, он смотрит назад: на год, десятилетие или целую карьеру. По его словам, такой взгляд почти всегда показывает, насколько сильно изменилось понимание природы. Единая теория может оказаться далеко. Проверка струнных идей может потребовать смены нескольких поколений. Ускорители и космические наблюдения будут становиться сложнее. Но у человечества есть более срочная задача: не уничтожить себя, пока учёные ещё поднимаются по этой горе.