Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №4

Можно указать на ряд таких опорных открытий, сыгравших принципиальную роль в этом процессе. Среди них в области теоретической физики построение квантовой механики и квантовой теории поля, специальной и общей теории относительности; в области атомной и ядерной физики и физики элементарных частиц открытия естественной и искусственной радиоактивности и деления ядер тяжелых элементов, осуществление цепной ядерной реакции, построение теории атома и ядра и стандартной модели элементарных частиц; в области физики конденсированного состояния построение теории сверхпроводимости и сверхтекучести, а в области технической физики изобретение радиоприемника, открытие голографии, лазерно-мазерного принципа и транзисторного эффекта, создание полупроводников и микрочипов.

Вне всякого сомнения, по отношению к физике природа выдвигала и до сей поры выдвигает множество вызовов. Среди них в области фундаментальной физики наиболее крупными являются задачи построения единой теории электрослабых, сильных и гравитационных взаимодействий, предсказание параметров (прежде всего масс и спинов) всех мыслимых частиц и описание взаимодействия частиц при сверхвысоких энергиях.

Однако во второй половине XX в. В области фундаментальных исследований проявились новые тенденции. Они обнаружили себя в ряде выдающихся открытий в области наук о живом и в астрономии. Поэтому, если XX век можно определить как век физики, то XXI век будет, на мой взгляд, веком биологии и астрономии или, если хотите, веком физики живого и физики Вселенной. Остановлюсь на более известной мне области астрономии.

В астрономии наиболее впечатляющими открытиями второй половины XX в. являлись открытия звёздных ассоциаций и звездообразования Виктором Амбарцумяном (1947), квазаров — Мартином Шмидтом (1963), реликтового излучения — Арно Пензиасом и Робертом Вильсоном (1965), пульсаров — Джоселин Белл и Энтони Хьюишем (1967), рентгеновских объектов — группой под руководством Риккардо Джиаккони (1970), солнечных нейтрино — Раймондом Дейвисом (1968) и космических нейтрино — группой под руководством Масатоши Кошиба (1987), построение теории ядерных реакций для объяснения источника энергии звезд — Хансом Бете (1938) и теории образования химических элементов в звёздах и во Вселенной — Уильямом Фаулером и Фредом Хойлом (1954–1957). Авторы почти всех этих открытий были удостоены Нобелевских премий в области физики.

В целом астрономия в конце XX в. претерпела революционные изменения, которые будут определять ее облик, по крайней мере, до середины нынешнего века. Во-первых, она стала всеволновой, используя для получения наблюдательной информации о Вселенной полный спектр электромагнитного излучения от радиоволн до гамма-лучей, а также нейтрино, гравитационные волны, космические лучи, вещество планет, их спутников и комет. Во-вторых, она стала глобальной, объединяя для реализации своих программ с помощью современных телекоммуникационных технологий телескопы, расположенные на различных материках, а в ряде случаев и в космосе, в единые глобальные сети реального времени — глобальные телескопы. В-третьих, для объяснения новых наблюдаемых явлений она стала использовать самые современные физические теории и самые изощренные математические методы.

Итак, астрономия стала высокотехнологической и, как следствие, очень дорогой наукой, использующей самые передовые наземные и космические технологии. Кардинально изменились и ее кадры — в астрономию пришли новые люди, физики, математики и инженеры, которые принесли с собой указанные выше методы и технические средства и которые, собственно говоря, ее и преобразовали…

Совершенно очевидно, что пространственно-временные и энергетические масштабы происходящих в космосе процессов таковы, что они всегда на порядки порядков будут превышать технические и технологические возможности любой сколько угодно высоко развитой цивилизации. Это означает, что Вселенная является уникальной физической лабораторией (наш выдающийся соотечественник академик Яков Зельдович остроумно определил Вселенную как "лабораторию для бедных"), которую природа предоставила исследователям для изучения необычных состояний вещества, построения и проверки фундаментальных физических теорий. По этой причине именно здесь сосредоточены все наиболее значительные вызовы природы и все, наиболее значительные возможные прорывы в ее понимании. Упомяну о нескольких примерах такого рода.