31. července 2012 se oba články (ATLAS i CMS), objevily na webovém portálu arXiv.org, jenž slouží již dvacet let jako základní komunikační kanál pro fyziku elementárních částic a v poslední době i řadu dalších fyzikálních oborů.
Higgsův boson hraje důležitou roli v tzv. standardním modelu mikrosvěta, jenž shrnuje naše dosavadní znalosti základních stavebních kamenů hmoty a sil mezi nimi působících. Interakce Higgsova bosonu s ostatními částicemi standardního modelu (kvarky, leptony a nosiči sil) zajišťuje fyzikální konzistenci standardního modelu pro všechny procesy a libovolné energie. V tomto blogu se nebudu zabývat samotným objevem nové částice, ale chci si všimnout třech okolností, které s ním souvisejí a mají obecnější dopad.
Dnes podáte, zítra dodáme
bylo heslo České pošty od roku 2002 do konce roku 2008, kdy bylo opuštěno, neboť bylo zamýšleno jenom na nejjednodušší zásilky, zatímco zákazníci ho oprávněně vztahovali na všechny typy zásilek. V případě úložiště elektronických textů arXiv.org toto heslo platí doslova a již dvacet let. Dokument, který tam vložíte jeden den, se druhý den objeví v seznamu nejnovějších přírůstků a od tohoto okamžiku je kdykoliv, komukoliv a samozřejmě zadarmo dostupné. Autor přitom může kdykoliv text stáhnout nebo upravit.
Tento archiv samozřejmě nenahrazuje standardní publikace, neboť texty v něm uložené nejsou recenzované a nejsou to jenom původní práce, ale také například texty přednášek a seminářů apod. Co je podstatné, je skutečnost, že ve fyzice částic je naprostou samozřejmostí, že všechny původní práce jsou automaticky s odesláním do časopisu také vloženy do Archivu. V praxi je tak tím nejjednodušším způsobem realizována myšlenka tzv. otevřeného přístupu k publikacím, byť to, co je v Archivech, nejsou přímo publikace, ale jejich preprintové verze. Recenzované časopisy budou dále existovat, ale jen kvůli grantovým agenturám a metodám hodnocení (jako je náš unikátní a světově proslulý „kafemlejnek“), které se bez tak matoucího nástroje jako je impaktní faktor bohužel neobejdou. Jako nástroj komunikace je ovšem Archiv nenahraditelný a nepřekonatelný.
Meze růstu
Podíváte-li se do publikace kolaborace ATLAS o Higgsově bosonu, překvapí vás možná skutečnost, že na začátku článku pod jeho názvem není, jako obvykle, seznam autorů, ale jen název „Kolaborace ATLAS“. Důvod je do značné míry psychologický: autorů je tolik, přes tři tisíce ze 178 institucí celého světa (mezi nimi 64 pracovníků čtyř českých institucí), že jejich seznam včetně seznamu institucí zabírá 13 hustě popsaných stránek, jež by čtenáře mohly na začátku práce odradit. Těch zhruba 3000 spoluautorů publikací experimentu ATLAS jsou ovšem jen fyzikové, ale na vývoji, výstavbě a provozu detektoru se podíleli, resp. podílí i mnoho technického a podpůrného personálu. Celkový počet lidí pracující pro ATLAS (a stejně tak pro druhý velký experiment CMS) je tak srovnatelný s počtem zaměstnanců našich velkých podniků, například Třineckých železáren, které měly v roce 2010 celkem 5900 zaměstnanců a obrat 33 miliard Kč. Řídit takový kolos, který obsluhuje zařízení vážící 7 tisíc tun a mající tvar ležícího hranolu o rozměrech 44x20x20 metrů (CMS je ještě těžší, 12 tisíc tun, ale trochu menší) a jehož provoz stojí ročně cca půl miliardy Kč, je jistě věc velmi netriviální.
V této souvislosti je možná vhodné připomenout, jak v průběhu let rostl počet členů klíčových experimentů ve fyzice částic. Zatímco objev narušení tzv. CP parity v roce 1964, jež je důležité pro pochopení přebytku hmoty nad antihmotou ve vesmíru, byl dílem Jamese Cronina a Valentina Fitche a půvabný kvark objevila o deset let později skupina 13 fyziků, nastal počátkem 80.let zlom a intermediální bosony W a Z objevila v roce 1983 skupina čítající již 100 fyziků. O dalších deset let počet členů každé čtyř kolaborací, které prováděly experimenty na urychlovači LEP ve stejném tunelu, jako je dnes LHC, vrostl na pětinásobek, tj. zhruba 500 a další faktor cca 6 nás přivádí na dnešní počet, jenž se zdá být ještě rozumným maximem.
Existence a způsob práce tak velkých týmu s sebou ovšem přináší řadu závažných otázek.
- Neztratí se individualita jedince, nebudou se hlavně mladí lidé cítit jako pouhé anonymní kolečko gigantického soustrojí? Budou mít vůbec o takovou práci zájem? Zdá se, že tohle není vůbec problém a že mladí lidé jsou schopni si i v tak velkém kolektivu najít svou parketu a prosadit se. Tato potěšitelná skutečnost souvisí s tím, že práce i v tak velkém kolektivu závisí na iniciativě jednotlivců, kterým práci nikdo nezadává, ale kteří sami hledají své nejlepší uplatnění.
- Kdo a jak vlastně tak obrovský podnik jako je ATLAS řídí, je další přirozená otázka na niž není snadná odpověď. V žádném případě to nejsou profesionální manažeři, kteří mohou řídit v pondělí velkou televizi a v úterý třeba české dráhy, jako tomu bylo v případě Martina Dvořáka. Jde vždy o fyziky, kteří se během své kariéry a za provozu "doučí" být také manažery, obráceně to nefunguje.
- Jaký smysl má při tak velkém počtu spoluautorů publikací samotné autorství, když je jasné, že každý jedinec je schopný obsáhnout jen velmi dílčí část experimentu a jen malá část členů tak velkých kolaborací by byla schopná obhájit každou práci, na níž jsou podepsaní jako spoluautoři.
- S tím souvisí velmi důležitá otázka hodnocení práce jednotlivců i celých pracovních skupin, neboť běžné bibliometrické ukazatele (počet prací a citací, impaktfaktor časopisu, kde jsou publikovány) mají všichni členové takové kolaborace prakticky stejné a tím ztrácejí vypovídací hodnotu. Tyto ukazatele naprosto nevhodné i pro srovnání úrovně pracovních týmu tak velkých kolaborací s jinými obory, které je mají obvykle výrazně nižší.
Budeme jen parazitovat?
V rozhovoru pro Českoupozici formuloval Zbyněk Frolík, úspěšný podnikatel a jednatel firmy Linet vyrábějící nemocniční lůžka a člen Rady pro výzkum, vývoj a inovace, svůj názor na to, proč a jak by měla vláda podporovat výzkum, vývoj a inovace v podnikatelském sektoru.
Premiér Petr Nečas, vláda i poslanci by si měli uvědomit, že peníze, kterými stimuluji inovace a aplikovaný výzkum s rychlou návratností peněz zpět do ekonomiky, jsou to nejefektivnější, co mohou z rychlého hlediska udělat. Někdy to situace vyžaduje. I peníze do školství jsou velmi důležité, ale přinášejí delší návratnost a investice do základního výzkumu, jímž potenciálně obohacujeme světové poznání, mívají nízkou šanci na komerční úspěch v pozdější aplikaci nebo z prodeje licencí či patentů.
Ještě jasněji to říká o pár odstavců níže:
Vědecký článek jako hlavní výstup české vědy, byť by byl v super časopise typu Nature nebo Science, může být i takové „trkátko“ – inspirace pro velké společnosti, jejichž zaměstnanci to čtou a hledají inspiraci, co nového vyvíjet a vyrábět. Proto často vnímám výsledky českého základního výzkumu, navíc institucionálně placeného, jako příspěvek českého daňového poplatníka do studnice světového poznání, který bude někdy nejspíš kapitalizován v zahraničí – pro jiného daňového poplatníka.
Je zjevné, že Frolíkovi je peněz vydaných na „obohacení světového poznání“ upřímně líto, obzvláště když u nich je malá naděje komerční úspěch z prodeje licencí a patentů a také že nechápe, co to je základní výzkum, jak dnes probíhá, proč a kdo publikuje v Nature a Science.
V souvislost v objevem Higgsova bosonu je proto vhodné si připomenout jeden průlomový objev, který dobře dokumentuje omezenost Frolíkova způsobu uvažování. Jde o to, zda budeme na objevech jiných jen parazitovat a doufat, že to vyjde levněji, než se budeme snažit sami do pokladnice světového poznání přispět z našich vlastních prostředků.
Kdo není na webu, jako kdyby neexistoval
Tato slova výstižně charakterizují dnešní globalizovaný svět, ať se nám to líbí nebo ne. Jako vše má i web na dnešní společnost kladné i záporné dopady. Mezi ty bezesporu kladné patří například i dramatické rozšíření šance, kterou web nabízí drobným podnikatelům.
Zatoužíte třeba navštívit Českou Kanadu a ať jste kdekoliv, třeba v Tramtárii, dáte do Googlu „ubytování Česká kanada“ a během zlomku vteřiny dostanete rozsáhlý seznam odkazů, na nichž získáte konkrétní informace. Vyberete se nějaký zajímavě znějící, třeba Ubytování Česká Kanada - levné chaty a chalupy k pronajmutí a pak již jen surfujete a vybíráte. Tak jsem to udělal já před dvěma lety a našel velmi pěkný apartmán v zapadlé vesničce Suchdol u Kunžaku, kam jsme se i letos rádi vrátili. Na webu je samozřejmě závislý i LINET Zbyňka Frolíka. Je proto dobré si připomenout, kdo web vymyslel a co bylo hnacím motorem jeho vzniku. Ve světě Zbyňka Frolíka by ovšem web vzniknout nemohl.
V 27 kilometrů dlouhém kruhovém tunelu urychlovače LHC v CERN, kde nyní probíhají experimenty, které Higgsův boson objevily, byl do konce roku 2000 umístěn urychlovač zvaný LEP, na němž docházelo ke srážkám protiběžných svazků elektronů a pozitronů. Tento urychlovač byl postaven především proto, aby hledal právě Higgsův boson. Na jednom ze čtyř experimentů, které se pátrání po Higgsovy zúčastnily, experimentu DELPHI, se podíleli i čeští fyzikové a technici z Fyzikálního ústavu Akademie věd a Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy. Urychlovač LEP začal provoz v roce 1989 a týmy všech čtyř experimentů čítaly již od počátku více než 300 fyziků z desítek institucí celého světa. Oproti předchozí generaci experimentů to byla obrovská změna prostředí, v němž experimenty probíhaly. Především bylo třeba zajistit stálou a efektivní komunikaci mezi skupinami vzdálenými tisíce kilometrů a poskytnout jim nástroj jak na dálku společně sdílet články a další texty. A právě pro tyhle blázny hledající Higgsův boson vymyslel a vyvinul v roce 1989 Tim Berners-Lee, který v té době pracoval v CERN jako inženýr, v dnešní hantýrce ajťák, web, resp. všechny čtyři jeho pilíře:
- Internetový protokol HTTP (Hypertext Transfer Protocol) určený pro výměnu hypertextových dokumentů ve formátu HTML.
- HyperText Markup Language (HTML), první značkovací jazyk pro vytváření stránek v systému World Wide Web, který umožňuje publikaci dokumentů na Internetu.
- Specifikací URL (Uniform Resource Locator) adres dokumentů
- První webový prohlížeč, který nazval WorldWideWeb.
Během velmi krátké doby Web ovládl vědeckou obec a zakrátko se rozšířil i mimo něj. Na konci provozu urychlovače LEP v roce 2000 si již nikdo svět bez Webu nedokázal představit. Za své zásluhy dostal Sir Tim Berners-Lee v roce 2007 od královny Alžběty II. Řád za zásluhy (Order of Merit) a byl povýšen do šlechtického stavu.
Důvod, proč o tom píši tak podrobně je následující: Tim Berners-Lee ani jeho zaměstnavatel, CERN, se nikdy nepokusili svůj zásadní vynález využít komerčně, ale naopak zasadili se o to, aby Web zůstal otevřenou platformou, která nikomu nepatří a kterou nemůže nikdo zpeněžit. To je pro Zbyňka Frolíka jistě postoj zcela nepochopitelný, ale právě otevřenost Webu způsobila jeho raketové rozšíření a všeobecné využití.
Jak to vidí The Economist
Na závěr ještě citace z článku Higgsův boson - Velký krok vědy vpřed, v němž se známý anglický týdeník The Economist zamýšlí nad významem objevu nové částice, o níž nepochybuje, že jde o Higgsův boson.
Pro nefyziky znamená nalezení Higgsova bosonu rozšíření poznání, spíše než něco užitečného. Přidává to k našim znalostem, ale nikdy to nezmění naše životy, jako je změnily objev DNA či relativita. Během 40 let od jejich formulace Einsteinovy teorie přivedly k Projektu Manhattan a metle jaderných zbraní. Rozluštění DNA vedlo přímo k pokroku v medicíně a zemědělství. Poslední užitečná subjaderná částice, která byla objevena v roce 1932, je neutron. Částice nalezené později žijí příliš krátkou dobu na to, aby byly k něčemu užitečné. To vysvětluje, proč je i v okamžiku triumfu fyzika částic tak křehká. Pryč jsou dny, kdy fyzikové, kteří dali politikům atomovou bombu, kráčeli sebevědomě chodbami moci. Dnes jsou ve světě, kde se peněz nedostává, prosebníky. LHC, vybudovaný konsorciem, které bylo původně evropské, ale dnes je globální, stál asi 10 miliard dolarů.
To je stále relativně malá částka zaplacená za to, že víme, jak věci skutečně fungují a žádná oblast vědy neproniká hlouběji do reality, než fyzika částic. Jak to jednou vyjádřil J. B. S. Haldane, britský vzdělanec: vesmír je možná nejen podivnější, než si představujeme, ale podivnější než si vůbec dovedeme představit. Přesto, dostanou-li fyzikové částic šanci, pokusí se za ty peníze odpovědi najít.
K tomu nemám co dodat, lépe bych to nevyjádřil.
