Potřebujeme astronomy či fyziky elementárních částic?

Během finanční krize je třeba šetřit. Jak to je s výzkumem? Proč potřebujeme ve finanční krizi astronomy či fyziky elementárních částic? Záměrně jmenuji obory, u nichž lze jen těžko mluvit o přímých aplikacích. Potřebujeme se účastnit nákladných evropských projektů typu ITER či budovat zařízení typu ELI, CEITEC ap.?

Podobný problém řeší při navrhování rozpočtu také ve Spojených státech, kde k velké lítosti fyziků vysokých energií byl nedávno po více než dvou dekádách ukončen provoz urychlovače Tevatron, na němž byl kromě jiného objeven top-kvark. Na konferenci konané při této příležitosti John Womersley rekapituloval přínos tohoto nákladného zařízení pro ekonomiku Spojených států. Sledujme stručně jeho úvahy. Stavba urychlovače stála dvě miliardy dolarů (všechny údaje jsou přepočteny na hodnotu dolaru v roce 2012), jeho provoz stál další dvě miliardy. Na straně výdajů jsou tedy čtyři miliardy. Co lze uvést na straně přínosů? Během jeho provozu se na Tevatronu vyškolilo 1414 doktorandů. Americký Census Bureau (obdoba našeho Státního statistického úřadu) uvádí, že člověk s Ph.D. přinese do ekonomiky o 2,8 milionu dolarů více než absolvent bez doktorátu. V tom případě tedy jen vyškolení doktorandů přineslo do americké ekonomiky 3,96 miliardy dolarů. Womersley tento argument poněkud zlehčil námitkou, že stejné množství doktorandů by bylo možné vyškolit levněji jinde.

V souvislosti s Tevatronem však došlo k masivnímu rozvoji technologie supravodivých magnetů. Následoval rozvoj zobrazování magnetickou rezonancí. Dnes se hodnota průmyslu spojená se supravodivými magnety oceňuje na 1,5 miliardy dolarů ročně a hodnota průmyslu spojeného se zobrazováním magnetickou rezonancí na 5 miliard dolarů ročně. Je to průmysl, k jehož rozvoji by tak jako tak dříve či později došlo. Womersley odhaduje, že pokud Tevatron urychlil rozvoj těchto technologií o pouhých jeden až dva roky, může si připsat přínos 5 až 10 miliard dolarů.

Tím však stimulační vliv Tevatronu ještě není zdaleka vyčerpán. Nároky fyziků na zpracovávání stále větších objemů dat vedly k řadě průkopnických kroků v oblasti výpočetní techniky. Kdo ještě ví, co byl MikroVAX? A že ve spojitosti s Tevatronem došlo k rozvoji něčeho, co dnes známe pod termínem počítačové farmy? V prvním období zpracovávaly data Tevatronu počítačové farmy pod operačním systémem Unix. Poté, co na výstavě doprovázející konferenci Supercomputing 1997 Fermilab představil své počítačové farmy, navštívili Fermilab Linux Thorvald a Robert Young. A nejspíše nepřekvapí, že již v dalším roce byl k dispozici operační systém Fermi Linux. Tím ale výpočetní technika nekončí.

Kdo má ta obrovská kvanta dat zpracovávat? Vznikla koncepce výpočetní služby – data se posílala po síti do řady spolupracujících univerzit a po zpracování zase zpět do Fermilabu. Není zapotřebí mít veškerou výpočetní kapacitu „doma“. A nejen to – cloud computing¹⁾ je pro laiky poněkud mlhavý pojem, přestože v nějaké formě jej často využívá téměř každý, kdo pracuje s počítačem (prostor pro naše data nám zpravidla poskytují neznámé servery v síti, a stejně tak řadu služeb, např. Skype). Vraťme se však k přínosům Tevatronu.

Womersley si je vědom, že to vše by vzniklo i bez Tevatronu a že ten nebyl jediným stimulem rozvoje. Proto v tomto případě odhaduje zásluhy na urychlení těchto služeb na pouhé tři měsíce. Avšak vzhledem k tomu, že podle některých odhadů vnese cloud computing do ekonomiky přes 150 miliard ročně, byl by přínos Tevatronu téměř 40 miliard. Velice zhruba spočtené skóre Tevatronu činí tedy 4 miliardy nákladů proti 50 miliardám přínosů do ekonomiky.

Technologické požadavky velkých projektů astronomie, fyziky elementárních částic a mnohých dalších jsou v Shawově smyslu nerozumné. Seznam objevů a vynálezů, ke kterým vedly, je však předlouhý, je jich mnohem víc, než zde lze uvést.

John Womersley své úvahy uzavírá (volně přeloženo): Vliv a důsledky velkých vědeckých projektů jsou zejména v ekonomicky těžkých obdobích důležitým argumentem, který musíme vznést. Důsledky jsou zpravidla dlouhodobé a nepředvídatelné, takže jediný způsob, jak argumentovat ve prospěch budoucích investic, je podívat se na přínosy minulých projektů. A bylo by hezké, kdyby to někdo udělal důkladněji, než jsem to udělal v případě Tevatronu. Seznam těch přínosů je rozsáhlý. Pochopitelně tato velká zařízení nestavíme kvůli vedlejším přínosům. Máme je vysvětlit, být na ně pyšni a přijímat za ně chválu. Přínosy jsou velmi důležitá součást ospravedlnění velkých investic. Proto když se vás politici zeptají „A co to udělá s trhem pracovních příležitostí?“, neříkejte, že nic. Jak bylo řečeno, vliv [těchto investic] je dlouhodobý a nepředpověditelný. Proto neslibujme, ale argumentujme tím, co se již stalo.

Pod to bych se s radostí podepsal. Jen mne znepokojuje, že podobné argumenty by bylo možno uvést ve prospěch války.