CERN и его финансовая ниша в современном мире

Ушли в прошлое времена, когда физика имела солидную государственную финансовую поддержку. Физик начала XXI века постоянно занят поиском источников финансирования и разительно отличается от своего коллеги из середины XX века.

Перефразируя шутку 60-х годов прошлого века, мы с полным на то основанием можем сказать про настоящее время: "Что-то лирики в почете, чёй-то физики в загоне"...

Ушли в прошлое времена, когда ученые этой некогда престижной области науки имели солидную государственную финансовую поддержку. Физик начала XXI века, постоянно занятый поиском источников финансирования своих исследований, денег на закупку нового оборудования, грантов для поездок в командировки и на конференции, наконец, для более или менее приличной зарплаты, разительно отличается от своего коллеги из середины XX века. Причем речь идет не только о российских ученых, но и о подавляющем большинстве их зарубежных коллег.

Вышеописанная ситуация наиболее актуальна для такой непопулярной ныне сферы, как исследование мира элементарных частиц. Ужасный образ физика, придумавшего ядерную бомбу и взрывающиеся атомные электростанции, еще долго будет заслонять в общественном сознании лица ученых-романтиков, мечтающих о познании сокровенных основ нашего мира.

Как же умудряются сегодня выживать крупные ядерные научные центры, где они находят средства на эксперименты и разработку новых теоретических моделей Вселенной? Для примера давайте рассмотрим финансовую кухню такого заслуженного института, как ЦЕРН (CERN, Европейская организация ядерных исследований), которому 29 сентября исполняется пятьдесят лет (Подробнее о научной и компьютерной работе в ЦЕРНе см. статьи в "КТ" #396 и #545).

Бюджет этого ведущего европейского ядерного центра в нынешнем году составил около 1,3 млрд. швейцарских франков (более 1 млрд. американских долларов); составляет его Финансовая комиссия при Совете ЦЕРНа, в которую входят по одному представителю от каждой страны-участницы. В соответствии с уставом ЦЕРНа каждое государство, обладающее статусом полноправного члена, вносит в общую копилку свою долю, зависящую от национального дохода. Таким образом, максимальный вклад вносят богатые страны, а бедные ограничиваются скромными взносами, получая при этом все привилегии полноправных членов. Например, в текущем году из двадцати стран-членов ЦЕРНа четыре самые развитые европейские державы (Германия, Франция, Великобритания и Италия) берут на себя около 70 процентов расходов, а, скажем, Венгрия и Словакия вносят менее одного процента (Россия ограничивается статусом наблюдателя при Совете ЦЕРНа, хотя вклад отечественных ученых и инженеров в большинство исследований чрезвычайно важен. Проблема в том, что в случае вступления в полноправное членство Российской Федерации пришлось бы платить гораздо большие деньги, чем те, что расходуются нашим правительством на ядерную физику...).

На что тратится бюджет? В настоящий момент основная статья расходов (40%) - строительство Большого адронного коллайдера (LHC), запустить который планируется в 2007–08 годах. Еще 40% уходит на зарплату сотрудников. Оставшиеся 20% идут на финансирование нескольких небольших экспериментов, оплату электричества (существующий комплекс ускорителей потребляет энергии как небольшой городок в несколько тысяч жителей), затраты на страхование, платежи за аренду земли и т. п.

Отметим сразу же, что бюджет ЦЕРНа обеспечивает лишь часть от действительных расходов на научные исследования, проводимые на его территории. Подавляющее большинство постоянных сотрудников ЦЕРНа - это инженеры, технические специалисты, компьютерщики, офисные работники и лишь очень небольшое число (менее сотни человек) - собственно ученые. ЦЕРН предоставляет научным институтам великолепную площадку - ускорительный комплекс, на котором они могут работать, но при этом на сами научные исследования тратит немного.

Кто же финансирует научную работу? С ЦЕРНом сотрудничает около пятисот университетов и научных институтов из восьмидесяти стран мира, а общее количество ученых, работающих над ЦЕРНовским проектами, составляет около семи тысяч человек. Деньги на их работу (а также на командировки в ЦЕРН, закупку оборудования и т. д.) проходят как отдельная строка расходов этих институтов, финансируемых государством или спонсорами. Альтернативный вариант научной работы по ЦЕРНовской тематике - получение коллективом ученых гранта от какого-либо научного фонда на проведение конкретного исследования [Например, одним из фондов, которые финансируют участие отечественных ученых в экспериментах, проводимых в ЦЕРНе, является Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ)].

Еще один любопытный момент в финансовой "машине" ЦЕРНа относится к строительству передовых экспериментальных установок, на которых, собственно говоря, и проходят исследования. Как уже отмечалось, сейчас ЦЕРН строит ускоритель LHC, вкладывая в него максимум доступных средств. На коллайдере планируется проведение четырех экспериментов, каждый из которых предполагает строительство в подземных помещениях больших и весьма дорогих установок, состоящих из новейших детекторов элементарных частиц. Построить эти установки только на деньги ЦЕРНа - нереально. Поэтому все четыре эксперимента, по сути, получили независимый статус - они сами формируют свой бюджет, привлекая самых разных участников. ЦЕРН - один из них, он вносит порядка 20 процентов от полной цены. Остальными членами могут стать институты из любых стран мира, желающие участвовать в научных исследованиях. Естественно, каждый из экспериментов пытается привлечь максимум участников. Например, в создании компактного мюонного соленоида (CMS) наряду с главными игроками (Италия, Россия, США, Франция) участвуют институты из таких экзотических (для традиционной европейской ядерной физики) стран, как Бразилия, Индия, Иран, Пакистан и др. Любопытно, что в последнее время физика сверхвысоких энергий вызывает живой интерес у стран, только вступающих на большую "ядерную дорогу".

В заключение разберемся во взаимоотношениях ЦЕРНа с промышленностью. Ядерная физика была и остается сферой, в которой рождаются наиболее передовые технологии. С точки зрения руководства ЦЕРНа, важнейшими являются три точки сотрудничества с индустрией: отдельные разделы науки о материалах, сверхточные детекторы для медицинской диагностической техники и, наконец, ключевой момент - разработки в области информационных технологий.

Для проведения исследований в области ядерной физики необходимы уникальные методики, создание и воплощение в жизнь которых зачастую требует исчерпывающего знания о поведении различных материалов в самых необычных условиях. Порой же физикам вообще приходится разрабатывать нечто абсолютно новое. Разумеется, ЦЕРН стремится защитить патентами технологии и ноу-хау, созданные в его стенах. Зачастую такие технологии могут быть полезны и для промышленности. Однако раздавать лицензии за деньги ЦЕРН не считает нужным, он реализует другой подход - предлагая заинтересованным корпорациям в обмен на ноу-хау совместно совершенствовать технологию. Выгода очевидна для обеих сторон: ЦЕРН продолжает разработки в интересующем его направлении (уже не за свои деньги), а индустрия получает готовое решение плюс надежду на нечто еще более интересное в будущем. Кроме того, подобный подход создает ЦЕРНу имидж научного центра, в котором ведутся передовые промышленные исследования.

С компаниями, выпускающими медицинское диагностическое оборудование, ЦЕРН сотрудничает давно. Разработки ЦЕРНа в области сверхточных детекторов, способных фиксировать даже единичные элементарные частицы, чрезвычайно востребованы в этой сфере. Кроме того, ЦЕРН производит радиоактивные изотопы для медицинских целей, а также помогает в создании аппаратуры для радиотерапии. Будучи прагматиками, отметим, что это тоже работает на имидж ЦЕРНа и приносит гранты от ведущих медицинских корпораций.

Что же касается ИТ, то деятельность ЦЕРНа в этой сфере наиболее горячо поддерживается "со стороны". Мировые компьютерные гиганты борются за право финансировать разработки ядерных физиков по сбору, хранению и обработке в сети GRID экспериментальных данных, которые будут получены на ускорителе LHC. ЦЕРН одним выстрелом хочет убить сразу трех зайцев. Заяц номер 1: гранты от компьютерных корпораций позволяют разработать нужные технологии "за чужой счет". Заяц номер 2: после запуска коллайдера LHC, благодаря технологии GRID, основную обработку данных можно будет переложить на плечи компьютерных мощностей внешних институтов, оставив себе лишь хранение информации и общую координацию процесса обработки. Заяц номер 3: ЦЕРН в глазах мирового компьютерного сообщества вновь (как и в случае с разработкой WWW) выступает лидером ИТ.

Подведем итог. ЦЕРНу удается не только удержаться на плаву в непостоянном финансовом море современной науки, но и уверенно плыть к намеченным целям, используя находчивость и смекалку, искони присущую ядерным физикам. Российские ученые активно участвуют в большинстве научных экспериментов ЦЕРНа, внося скромный финансовый и несравненно более весомый научный вклад в общее дело. Главный же вывод состоит в том, что, только объединив усилия ученых всего мира, мы сможем познать тайны микромира нашей Вселенной.

- Из журнала "Компьютерра"