Наука и техника

О том, зачем нужно строить дорогие научные приборы и во сколько раз они дороже золота, в своей лекции на «Газете.Ru» рассказывает старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ Сергей Попов.

О ценных вещах мы говорим: «На вес золота». Золото сейчас стоит примерно 1600 долларов за унцию, т. е. около 50 долларов за грамм (ювелирное золото, конечно, может быть много дороже). Это много. Давайте оглянемся: что у вас есть «на вес золота»? У меня – ничего. Себя обсуждать не будем по этическим соображениям (хотя страховки, компенсации или даже выкупы в масштабе несколько миллионов евро за человека встречаются нечасто). Но действительно нет вокруг предметов, стоимость которых составляет сотни тысяч долларов при массе в несколько килограмм. Что является предметом роскоши? Дорогая шуба? Шуба весит пару кило. Но 100 тысяч долларов за шубу – это все-таки уже действительно очень дорого. Дорогая машина? Масса порядка тонны. Столько золота стоит 50 миллионов. Даже болиды «Формулы-1» дешевле. Так что действительно «на вес золота» – это дорого, если…

Если только речь не идет о том, к чему приложила руку наука.

Возможно, самое дорогое на единицу массы, что вы можете найти дома (кроме ювелирных украшений), – это лекарства. Общая масса таблеток в упаковке обычно несколько грамм. Лекарство стоимостью под 1000 долларов за пачку нечасто встречается. Но если мы вспомним, что активного вещества в таблетке часто содержится лишь процентов десять по массе, а то и меньше («большими» некоторые таблетки делают лишь для удобства приема), то окажется, что многие привычные «простые» лекарства ценятся на вес золота и больше. Что уж говорить об уникальных, действительно дорогих препаратах!

И это еще не всё. Таблетки все-таки маленькие – не очень впечатляет. Возьмем научные спутники. Для них при массе порядка тонны стоимость измеряется сотнями миллионов долларов, а часто переваливает и за миллиард. Это уже в десятки раз дороже золота. Причем речь идет о стоимости без запуска и обслуживания.

Уникальное научное оборудование действительно очень дорогое: не на вес золота, а существенно дороже.

И это вовсе не обязательно космическая техника.

Высокая цена в первую очередь объясняется уникальностью прибора – это даже не малосерийное производство, как у суперкаров. Затем существенно, что для его создания необходимо разрабатывать новые технологии. Часто именно в этом заключены основные расходы (и сложности – из-за них, например, всё сдвигается срок запуска нового космического телескопа «Джеймс Вебб», а сейчас из-за всевозрастающих расходов вообще появилась угроза закрытия проекта; надеюсь, что этого все-таки не произойдет). Наконец, все участники процесса имеют очень высокую квалификацию, а это значит, что им надо хорошо платить.

Это существенный момент: высокая цена во многом определяется не редкостью материала, а высокой квалификацией и творческими способностями участников проекта.

Стоимость используемых материалов, как правило, составляет ничтожную часть полной суммы.

Скажем, установленная в 2009 г. на космическом телескопе «Хаббл» новая широкоугольная камера (WideField Camera 3) стоит около 132 млн долларов (полностью «Хаббл» за все время своей работы обошелся уже более чем в 6 млрд долларов). Детекторы наземных телескопов дешевле, но всё равно речь идет как минимум о миллионах долларов в случае уникальной камеры на крупном инструменте. В итоге, к примеру, ночь наблюдений на телескопе имени Кека на Гавайях стоит примерно 50 тыс. долларов (то есть чуть больше доллара в секунду), если считать, что телескоп стоимостью почти 200 млн будет работать 20 лет, а приборы общей стоимостью около 50 млн – по десять.

Наблюдения на «Хаббле» при таком способе оценки стоят раз в десять дороже.

Бюджет строительства нового обзорного телескопа (LSST – Large Synoptic Survey Telescope), который в конце 2015 года должен заработать в Чили, уже составляет почти полмиллиарда долларов. На нем будет установлена самая большая цифровая камера в мире – 3,2 гигапиксела. Ее стоимость будет порядка 80 млн долларов. Дороговато для фотоаппарата?

Но это абсолютно уникальный прибор с новыми технологиями, разработанными специально для решения поставленной задачи.

Потом эти технологии перекочуют в более массовые устройства, которые будут дешевле во многом потому, что технологии уже созданы по ходу решения научных задач.

Оценка стоимости планируемого наземного гигантского телескопа с сегментированным зеркалом (Giant Segmented Mirror Telescope) превышает миллиард долларов без стоимости принимающей аппаратуры. Но никто и не строил раньше столь крупные инструменты: он будет уникален! А лишь апгрейд – новая электроника и детекторы – системы радиотелескопов VLA (Very Large Array) обошелся в 90 млн долларов.

Можно, конечно, приводить множество других примеров. Но важно понять, зачем нужно строить дорогие научные приборы.

В чем цель? Если мы говорим о традиционных дорогих вещах, то там вся суть в их дороговизне. Часы за миллион евро идут не точнее часов за тысячу евро. Никто не покупает дорогие меха, потому что мерзнет (да и в скафандрах космонавтов для теплоизоляции используют не редкие меха, а специально разработанные синтетические материалы, которые оказываются дороже меха, но зато и лучше подходят для решения поставленной задачи). И т. д. Дорогое научное оборудование в нормальной ситуации нужно не само по себе (если только не надо просто освоить средства и отрапортовать об этом).

Важен результат, который можно получить с помощью новых дорогих приборов.

Причем часто результат не окупается непосредственно. Это почти всегда так в фундаментальной науке. Конечно, можно детально объяснять, «зачем нужна наука», почему выгодно вкладывать миллиарды в фундаментальные исследования. Однако и без долгих объяснений выглядит красиво, когда миллиард потрачен не на то, чтобы поразить других шейхов или президентов новым китчевым дворцом, а на то, чтобы узнать, как появлялись первые звезды.

Крупные проекты в науке – это как прокладывание шоссе в джунглях.

Оно нужно не само по себе, не чтобы попасть в Книгу рекордов, а чтобы из пункта А попасть в пункт Б. И после постройки можно дешево осуществлять множество проектов с использованием уже существующей дороги. Вдоль нее проще прокладывать коммуникации, можно строить и т. д.

Выполнение больших исследовательских проектов позволяет не только решать конкретные задачи и осуществлять технологические прорывы, но и мотивирует исследователей, что крайне важно. Группы, формирующиеся в связи с работой новой дорогой установки, могут применять более эффективные методы в организации своей работы, так как на это проще найти средства. Это в ряде случаев намного лучше, чем тянуть старые проекты, особенно мелкие, где новых задач уже не ставится, а потому и нет притока молодежи и свежих идей.

Поэтому крайне важно участвовать в крупных совместных проектах. Сейчас у России есть шанс, во-первых, вступить в Европейскую южную обсерваторию, а во-вторых, принять участие в создании системы радиотелескопов SKA. Это было бы крайне важно для развития не только фундаментальной астрофизики в стране, но и для развития технологий, для получения заказов на высокотехнологические приборы, а также для освоения эффективных методов современной научной работы на крупном современном оборудовании.

Интересно заметить, что есть существенная разница между драгметаллами и ультрасовременным оборудованием.

Золото через 50 лет будет стоить еще дороже, а оборудование безнадежно устареет, если вообще не сломается. Поэтому современные ценности – вещь специфическая. Ценностью является не сам аппарат как таковой, а материальное воплощение известных и новых, специально разработанных технологий. Ценится это, только пока старые технологии не заменены на новые. Соответственно, и вложение идет во всё более современные технологии и методики. Ценен к тому же результат, который можно получить с помощью нового прибора. Это отличается и от ценности произведений искусства, которые, кстати сказать, уже давно были «дороже золота». Их цена со временем растет, если поддерживается культурная традиция, в рамках которой предмет представляет собой ценность. Цена высокотехнологичного объекта во многом определяется тем, что в нем кристаллизованы все прежние знания, позволившие достичь определенного результата.

Какова мораль? Она проста.

В современном мире богатство уже не связано с соболями и жемчугами.

Действительно дорогие вещи с объективно очень высокой удельной стоимостью (в отличие, скажем, от ряда произведений искусства, где велика роль моды и субъективной оценки) появляются там, где есть серьезная наука. Современные ценности нельзя найти, выкопать, застрелить на охоте. Их можно только создать. Это ценности не пассивные, которые можно сложить в сундук, а динамичные, основанные на творчестве и знаниях.

(Данный текст опубликован в «Газете.Ru» в рамках информационного партнерства с газетой «Троицкий вариант – Наука»).