Во время второй мировой войны наука использовалась в двух серьезных проектах - разработке радара, куда США вложили 3 миллиарда долларов, и Манхэттенском проекте, стоимость которого составила 2 миллиарда. Манхэттенский проект - ужасающая и сложнейшая научная задача, рывок, подпитываемый страхом того, что Германия опередит союзников в создании атомной бомбы, - стал одним из решающих этапов в эволюции Большой науки, поскольку именно там проявилась особая методика, весьма необычная по меркам традиционных научных исследований того времени.
    По окончании всех боевых действий США очнулись от кошмара войны с непоколебимой верой в науку. Физики, на которых смотрели как на основную движущую силу в создании военного превосходства, пользовались особым вниманием, а физика частиц как наследница науки, приведшей к появлению Манхэттенского проекта, стала одним из крупнейших получателей государственных финансовых средств. Холодная война способствовала укреплению этого привилегированного положения, но многие физики, работавшие в этой области, считали такое расположение со стороны военных кругов наследством этически неудобным, хотя и выгодным. Физики, которые во время войны стали "учеными тем более успешными, чем ниже их моральные принципы"¹, теперь стремились к своего рода искуплению, работая над проблемами мирного использования ядерной энергии или изучая тайны природы на субъядерном уровне.
    Эта благоприятная послевоенная обстановка повлияла на всю науку в целом. В США наблюдался бурный рост научных проектов, финансировавшихся из государственных фондов. Многие американские экономисты, не без влияния теорий австрийско-американского экономиста и политолога Джозефа Шумпетера, считали научные исследования и технические инновации ключевыми факторами постоянного экономического подъема, ведущего к увеличению рабочих мест и росту благосостояния, что подразумевало, как следствие, возможность решения социальных проблем малообеспеченных слоев населения и принятие мер, предупреждающих возникновение политической нестабильности. Фундаментальная наука и научные исследования стали основными звеньями этой логической цепочки.
    Вэнивар Буш особо выделил роль этих звеньев в своем исключительно важном докладе "Наука. Беспредельное движение вперед", который он представил Президенту Гарри Трумэну 5 июля 1945 года: "Самый простой и эффективный способ, который правительство может использовать для укрепления прикладных исследований в промышленности, - это поддержка фундаментальных исследований и развитие научного таланта". Таким образом Вэнивар Буш определил фундаментальные исследования как решающий фактор прогресса...
    Помощник Президента экономист Джон Стилмен высказал аналогичную точку зрения в отчете от 27 августа 1947 года о деятельности Президентского комитета по научным исследованиям, председателем которого он был: "Только исследования и еще раз исследования [в области фундаментальных наук] могут дать нам возможность обеспечить базу для расширения экономики и постоянный высокий уровень занятости". Ответом Президента Трумэна стало обнародование 13 сентября 1948 года основных пунктов его программы научного развития: "Во-первых, необходимо удвоить общий объем частных и государственных средств, выделяемых на науку... Во-вторых, следует уделять больше внимания фундаментальным исследованиям и медицинским исследованиям. В-третьих, необходимо создать Национальный научный фонд. В-четвертых, надо увеличить помощь университетам как в плане студенческих стипендий, так и в плане исследовательского оборудования. В-пятых, необходимо лучше финансировать и координировать работу научно-исследовательских учреждений, находящихся в ведении федерального правительства".
    В этот период беспрецедентного размаха американской научно-исследовательской деятельности произошло событие, которое возбудило внимание общественности и подорвало убежденность правительства в полном техническом превосходстве США. 12 апреля 1961 года человек впервые полетел в космос, и этим человеком стал Ю.А.Гагарин. США отреагировали немедленно. 25 мая 1961 года, обращаясь к Конгрессу США и всей стране, Президент Джон Кеннеди произнес знаменитые слова: "Я считаю, что наша страна должна приложить все усилия для достижения следующей цели: до окончания текущего десятилетия высадить человека на Луну и благополучно вернуть его на Землю". Общественное мнение было безоговорочно на его стороне, и Конгресс, нимало не колеблясь, почти единогласно одобрил этот грандиозный проект, затраты на который составляли по предварительным оценкам от 20 до 40 миллиардов долларов. Не входя в рассуждения по поводу научной ценности полетов по программе "Аполлон", укажем, что в них выразился характерный modus operandi Большой науки, хотя и в контексте, очень не похожем на Манхэттенский проект. Более того, необходимо было как можно скорее закрыть якобы имеющуюся "ракетную брешь" (предполагаемое техническое отставание США от СССР). Для этого использовалась не только космическая гонка - не были забыты и фундаментальные исследования и образование, например была расширена школьная программа по точным наукам и математике.
    В этой атмосфере общей эйфории стали высказываться некоторые сомнения по поводу крупных научных проектов, финансируемых из государственных фондов, и звучали они не только в обществе, но и в научных кругах. Самые авторитетные голоса принадлежали физикам Мерле А.Туве, Элвину М.Вайнбергу, Филипу В.Андерсону и астрофизику Фреду Хойлу. В 1961 году Э.Вайнберг², который с 1955 года занимал пост директора Окриджской национальной лаборатории, поставлявшей обогащенный уран для Манхэттенского проекта, опубликовал весьма значимое эссе о влиянии крупных научных проектов, где он и ввел термин "Большая наука". Он задался вопросом, не разрушает ли Большая наука науку вообще, и выделил несколько моментов, заслуживающих и сегодня внимательного рассмотрения. "Прежде всего, поскольку Большая наука нуждается в серьезной поддержке общества, для своего успешного развития она ставит на рекламу. Это неизбежно ведет к приданию ее деятельности некоего газетного духа, что в корне противоречит научной методологии... Научной нормой становится не познание, а эффектность". Тогда Вайнберг имел в виду космическую программу, сегодня его слова заставляют вспомнить некоторые неудачные сообщения о LHC, поступающие время от времени из ЦЕРН.
    Грандиозность проектов Большой науки требует контроля со стороны административных органов, что, по мнению Вайнберга, означает отказ от истинных научных мотивов: "К сожалению, наука, ведомая чиновниками, и воспринимается по-чиновничьи, а такая наука быстро становится поверхностной, если не вообще бессмысленной". Настоящую опасность представляет чрезмерная бюрократизация крупных научных проектов. Государственные органы, справедливо обязанные контролировать расход средств на крупные проекты, могут принимать решения на основании исключительно финансовых соображений, игнорируя при этом научно-технические аспекты. Чиновники привыкли работать совсем иначе, чем ученые, и могут даже непреднамеренно уничтожить ту особую деятельную энергию, которая стремительно развивается в научной среде. Через тридцать с лишним лет после написания Вайнбергом этих слов Вольфганг К.Г.Панофски, блестящий физик, который в течение 23 лет, начиная с 1961 года, был директором, а затем почетным директором Стэнфордского центра линейного ускорителя (с 2008 Национальная ускорительная лаборатория SLAC - прим. переводчика), назвал бюрократизацию главной причиной прекращения строительства сверхпроводящего суперколлайдера (ССК) в октябре 1993 года. "Сам размах предприятия, заорганизованность руководства со стороны Министерства энергетики, а также интенсивность и частота сторонних проверок - все это привело к бюрократизации внутренней культуры в лаборатории. Во имя контроля над расходами не поощрялись технически необходимые изменения и компромиссы в конструкции. Решения по альтернативным техническим решениям переиначивались в угоду "политической приемлемости" и иногда принимались с запозданием или не принимались вообще... В цепочке принятия решений ключевым научным и инженерным работникам отводились места из последних".
    В вышеупомянутой статье Вайнберг сделал расчеты, которые сегодня вызывают у нас улыбку (а, может, и хмурый настрой). Он экстраполировал темпы роста стоимости научных исследований с конца войны до 1961 года и пришел к выводу, что в последующие двадцать лет наука финансово уничтожит США. Эта опасность, конечно же, была устранена, но эта его озабоченность ясно показывает нам меру исключительного участия США в финансировании научных исследований в послевоенный период. Обеспокоенность Вайнберга была также предвестником того крушения иллюзий в отношении науки, которое сопровождало социальные преобразования и политические и идеологические движения 60-х и 70-х годов прошлого века. Общество начало осознавать, что техника не только несет прогресс, но может привести и к социальной несправедливости, и к ущербу для окружающей среды. Философ Герберт Маркузе, оказавший немалое влияние на поколение протестов 1968 года, утверждал, что наука по самой своей природе провоцирует негуманный образ мышления и что техника есть двигатель угнетения. Здесь мы сталкиваемся с типичным примером ограниченности, а именно, неспособности провести четкое различие между наукой и техникой, соотнести и связать их достижения с войной. В то же время, война во Вьетнаме не только вызвала всеобщее недовольство, но и показала пределы возможностей передовой военной техники. Несмотря на новейшее вооружение американской армии, ей успешно противостояла плохо оснащенная, но решительно настроенная армия Северного Вьетнама. Более того, большие расходы государственных средств начали ложиться бременем на внутренние бюджеты западных стран. Возможности и желания поддерживать крупные научные проекты стали таять.
    Падение берлинской стены в ноябре 1989 года и последующий распад Советского Союза в 1991-м рассеяли призрак холодной войны, а с ним и актуальность национального престижа как побудительного мотива оказания политической поддержки крупным научным проектам. В 1993 году Конгресс США закрыл ССК - ускоритель, который был способен сталкивать протоны при энергиях в три раза выше, чем это может LHC, сам же этот проект был утвержден на шесть лет раньше. Есть много причин, которые привели к такому печальному решению после того, как на строительство ускорителя уже было истрачено почти два миллиарда долларов, но я отмечу только одну, которая, может, и не является самой главной, но имеет непосредственное отношение к теме нашего обсуждения. Проект ССК был одобрен при администрации Рейгана, в период возобновления государственного финансирования, но тогда же вопросы национальной безопасности начали главенствовать над проблемами науки. В тот период Конгресс одобрил Стратегическую оборонную инициативу ("Звездные войны"), которая тогда оценивалась примерно в 60 миллиардов долларов, и создание космической станции "Фридом". Проект ССК был закрыт при администрации Клинтона после окончания холодной войны и, что более важно, в то время, когда Конгресс был решительно настроен сократить растущий дефицит госбюджета США. Следует заметить, что всего за два дня до голосования по вопросу о закрытии ССК Палата представителей Конгресса США высказалась в поддержку, хотя с перевесом всего в один голос, продолжения работ по Международной космической станции (сочетание станции "Фридом" и аналогичных проектов, предложенных российским, европейским и японским космическими агентствами). В то же время стоимость Международной космической станции составляла по оценкам сумму в три раза большую, чем стоимость LHC, и эта стоимость постоянно росла, а научная мотивация ее строительства была довольно слабой. Элемент международного участия и предварительные договоренности с зарубежными странами работали, конечно, на Международную космическую станцию.
    Закрытие проекта ССК болезненно сказалось на мировом научном сообществе физики частиц. Оно знаменовало собой конец некой эпохи, но отнюдь не конец крупных проектов в области фундаментальных исследований. Это стало важным шагом в эволюции Большой науки, ярко высветив необходимость в новых характеристиках у крупных научных проектов. Принципиально важными элементами их успеха стали широкое международное сотрудничество и умение не ограничиваться интересами одной страны. LHC, созданный консорциумом европейских стран-участниц ЦЕРН при существенном участии почти всех основных стран мира, великолепно показал, как достигается такое умение.
    Привлекательная сторона науки обычно представляется в виде гениальной идеи, рождающейся в тиши бессонной ночи и приобретающей конкретные черты через математические расчеты, сделанные в простом блокноте, - творение отдельной личности, потрясающее самые основы нашего миропонимания. Или мы представляем себе ученого, который в уединении лаборатории готовит и ставит выдающийся эксперимент, открывая новое и совершенно неожиданное явление. На первый взгляд, Большая наука являет собой полную противоположность этим представлениям.
    В действительности же это совсем не обязательно. Как мы уже видели, развитие самых современных областей науки неотвратимо приводит к необходимости осуществления крупных инициатив и амбициозных проектов. Даже такие области, которые традиционно относили к Малой науке (например, молекулярная биология или климатология), сегодня требуют исследовательских программ с типичными чертами Большой науки (как, например, проект "Человеческий геном" или обработка данных на суперкомпьютерах для изучения климатических изменений). Такие масштабные проекты необязательно находятся в противоречии с романтичными и традиционными взглядами на науку, а скорее естественным образом дополняют и обогащают их. Тот и другой метод проведения исследований не противопоставляются, поскольку у них одна и та же научная этика и конечная цель. Они оба необходимы в науке для продвижения за существующие пределы знаний. Это все равно что сравнивать живописное полотно мастера эпохи Возрождения и эпическое строение готического собора. Для развития искусства требуется и то и другое.
    Нравится нам это или нет, но Большая наука является незаменимым инструментом современной науки в целом. В любом из направлений, по которым развивается наука, рано или поздно возникает потребность в больших и дорогостоящих инструментах, организованных предприятиях для достижения конкретных целей, тесном сотрудничестве ученых - специалистов в различных областях. Ученые и финансирующие их организации обязаны с умом использовать такой особый инструмент, как Большая наука, для осуществления проектов, бесспорно выдающихся с научной точки зрения, не нацеленных на какую-либо пропаганду или демонстрацию национального престижа и не имеющих никакой военной направленности.
    Большую науку обычно критикуют за то, что она якобы превращает исследование из метода научных изысканий в промышленный процесс и сводит на нет роль творчества. В действительности же Большая наука - это лишь техническая необходимость, а не отвержение традиционных научных целей, ценностей и побудительных мотивов. Изменились методы научных изысканий, но не принципы и страсти, движущие учеными. Прекрасным примером служит Энрико Ферми. Этот великий итальянский физик испробовал все возможные методы научной работы: индивидуально-мыслительный стиль теоретической физики (его статистика частиц с полуцелым спином и теория бета-распада), спонтанность и энтузиазм занятий Малой наукой (его эксперименты по медленным нейтронам, которые он проводил со своими "ребятами с улицы Панисперна" в пруду с золотыми рыбками в саду физического факультета) и целенаправленная и организованная структура Большой науки (Чикагский котел и Манхэттенский проект). Успешное осуществление проектов Большой науки тоже требует индивидуального творчества, о чем с достаточной очевидностью свидетельствует LHC.
    Еще один аспект критики в адрес Большой науки имеет в основе конфликт двух эпистемологически разных подходов, называемых в зависимости от контекста "интенсивные исследования" и "экстенсивные исследования", или "редукционизм" и "конструкционизм", или "фундаменталистическая" и "генералистическая" физика. То, что в природе царит упорядоченность, по крайней мере, на расстояниях, исследованных к настоящему времени, - это эмпирический факт, а не философское утверждение. На меньших расстояниях возникают более простые элементы. При этом физические законы, управляющие простейшими элементами, дают представление о фундаментальных и универсальных свойствах. Эти физические законы позволяют нам не только понять мир частиц, но и описать крупномасштабную структуру вселенной и воссоздать ее историю с самых первых мгновений. Редукционизм ставит своей задачей открывать эти законы, и в основе его лежит человеческая любознательность, жажда познать внутренний механизм природы до мельчайших деталей.
    Однако для практического и качественного описания многих природных явлений во всей их сложности часто недостаточно просто знать фундаментальные физические законы. Другими словами, если известно уравнение, это еще не значит, что можно получить решение, пригодное для описания конкретного явления. Математическое описание появляющихся новых свойств сложной системы требует использования физических законов, совершенно отличных от законов фундаментальной теории. И тут появляется конструкционизм, призванный как раз открывать эти вновь возникающие законы.
    Обе программы, редукционистская и конструкционистская, обоснованы с научной точки зрения и интересны с точки зрения интеллектуальной. Само существование этих двух разных подходов демонстрирует богатство и разнообразие палитры науки. Было бы опасно заявлять, что все научные исследования должны идти одним-единственным путем.
    Разница между исследованиями в областях редукционистских (физика высоких энергий, космология) и конструкционистских (физика твердого тела, астрономия, молекулярная биология) уже не соответствует разнице между наукой Большой и Малой, поскольку в обоих этих секторах научных исследований разработаны крупные проекты. Более того, различие между редукционизмом и конструкционизмом связано, по-видимому, с представлением о конкретной области исследований в конкретный исторический момент, а никак не с основными побудительными мотивами ученых, занятых такими исследованиями. Например, в прошлом ядерная физика считалась наукой редукционистского типа, сегодня же она таковой больше не считается, а в астрономии редукционистские исследования наблюдательной космологии сосуществуют с конструкционистской сущностью. Это, похоже, указывает на то, что таковые различия имеют большее значение для историков науки, чем для самих ученых.
    Данный семантический вопрос во многом перестает быть отвлеченно-формальным, когда различные секторы научных исследований начинают конкурировать за государственное финансирование. Наиболее часто высказывается опасение, что проекты Большой науки отвлекут на себя все доступные ресурсы, подавляя исследовательскую работу малых и менее организованных секторов. В принципе для этой обеспокоенности есть основания, поскольку диверсификация исследований крайне важна для успешного развития науки. На практике же государственное финансирование науки никогда не было простой антагонистической игрой. Механизмы принятия решения намного сложнее, а утверждение крупных проектов не обязательно противоречит продуманной программе научной диверсификации. На самом деле в прошлом взлеты и падения сказывались и на больших, и на малых проектах. Например, нет никаких свидетельств того, что после закрытия ССК те области науки, представители которых открыто выступали против продолжения проекта, что-либо выиграли в финансовом плане.
    Если уж и проводить различие, то между теми проектами и направлениями исследований, которые действительно обеспечивают продвижение вперед в приобретении новых знаний, и теми, которые ведут в тупик или предлагают однообразные эксперименты, практически не имеющие научной ценности. Одну из своих речей против ССК Фримен Дайсон закончил утверждением, что "нет заблуждения более опасного, чем уверенность в том, что можно предсказать путь научного прогресса. Если искать разгадку тайн природы, двигаясь только в одном направлении, легко пройти мимо наиболее важных тайн, тех, на предсказание которых просто не хватило воображения". Однако проницательные слова Дайсона отнюдь не ослабляли аргументацию в пользу крупных научных инициатив. Даже такой непоколебимый защитник Малой науки и критик Большой науки, как Дайсон, соглашается, что выдающиеся достижения в астрономии и физике частиц за последние 60 лет стали возможны только благодаря разумному сочетанию крупных и малых проектов. Как в Большой, так и в Малой науке были грандиозные достижения и неожиданные открытия, были провалы и ошибки, но окончательный успех так и не был бы достигнут без сосуществования крупных и малых проектов. Для поддержания устойчивости экосистемы требуется наличие животных разных размеров, но размер отдельной особи не обеспечивает ее выживаемости, которая на самом деле определяется взаимоотношениями больших и малых существ. Так и в науке: долгосрочное развитие невозможно ни там, где крупные проекты забирают все ресурсы без остатка, ни там, где против крупных проектов выдвигаются предвзятые возражения.

Стоимость проектов Большой науки