Fabiola Gianotti는 모든 것이 발견 되었기 때문에 현대 과학에 천재의 여지가 없다고 말하는 사람들에게는 날카로운 대답을 가지고 있습니다. CERN의 대형 Hadron Collider에서 가장 큰 입자 검출기 인 Atlas Experiment의 전 대변인은“아니요. “2012 년 7 월 4 일까지 우리는 자연이 기본 스칼라 필드를 허용한다는 증거가 없었습니다. 천재를위한 많은 공간이 있습니다.”
그녀는 지난 반세기 동안 물리학에서 가장 중요한 발전 중 하나 인 Higgs Boson의 발견을 언급하고 있습니다. 그것은 모든 공간에 스며 들어 물리학의 표준 모델을 완성하는 시조 필드의 표현입니다.
모든 표준에 따르면, 그것은 에포 칼, 천재 성취입니다.
덜 분명한 것은 누가 천재가 누구인지입니다. 명백한 후보자는 1964 년 Brout-Englert-Higgs 메커니즘의 결과로 Higgs Boson을 가정 한 Peter Higgs입니다. 그는 2013 년 Francois Englert (Englert 및 그의 사망 한 동료 Robert Brout가 독립적으로 같은 결과에 도착했습니다)와 함께 노벨상을 수상했습니다. 그러나 이것은 Higgs가 천재라는 것을 의미합니까? Atlas Experiment Collaboration의 창립자이자 첫 번째 "대변인"인 Peter Jenni (Higgs 입자를 발견 한 CERN의 두 실험 중 하나)는 내가 그에게 질문을 할 때 주저합니다.
"그들은 [Higgs, Brout 및 Englert]가 [아인슈타인의 상대성 이론]과 같은 웅장한 일에 대해 [일하고 있다고 생각하지 않았다"고 조심스럽게 말합니다. Higgs로 이어지는 자발적인 대칭 파괴는“어려운 질문 이었지만 [아인슈타인]은 새로운 것을 보았고 전체 분야를 해결했습니다. Peter Higgs가 당신에게 말할 것입니다. 그는 이것에 대해 몇 주 동안 일했습니다.”
그러면 실험 노력의 리더들, 수십억 달러의 투자와 수천 명의 물리학 자, 엔지니어 및 거의 40 개국의 학생들이 30 년 이상 동안 무엇을 지시 한 사람들은 무엇입니까? 분명히이 군단의 노동자들을 지시하는 천재 마스터 마인드가 있었을 것입니다.
Gianotti는 물리학 자에게는 드물다.“아니요.”라고 말합니다. 우리가 지은 악기는 너무 복잡하여 독창성과 창의성이 하루 종일 일하는 데 나타납니다. 천재와 창의성이 시간이 지남에 따라 그리고 많은 사람들에 대해, 그리고 같은 수준에서 확산되어야하는 엄청난 양의 문제가 있습니다.”
과학적 돌파구는 종종 개인의 천재에 의해 주도되는 것처럼 보이지만,이 인식은 현대 과학의 점점 더 협력적인 본질에 달려 있습니다. 아마도이 이분법을 히그 스 디스커즈의 이야기보다 더 잘 포착하는 것은 없을 것입니다. 이들은 한편으로 수여 된 명성과 다른 한편으로는 발견을 가능하게 한 실험의 제도화 된 익명 성 사이의 대조를 제시합니다.
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뛰어난 개인의 개념에 대한 혐오감은 DNA의 일부인 Atlas 협업에 깊이 뿌리를두고 있습니다. 협업의 거의 모든 결정은 인스티튜트위원회, 협업위원회 및 수많은위원회 및 태스크 포스와 같은 대표 그룹에 의해 승인됩니다. 합의는 게임의 이름입니다. 2009 년부터 2013 년까지 Gianotti의 역할 인 효과적인 CEO조차도 "대변인"으로 지명되었습니다. 그녀는 협업에 대해 이야기했지만 명령하지 않았다.
집단은 스타 인물에주의를 기울이지 않는 것이 중요하기 때문에 부분적으로는 아틀라스에게 중요합니다. 따라서 협력에있는 물리학 자들은 각각 어떤 식 으로든 연구를 소유하고 있다고 생각합니다. 거의 3,000 명의 사람들이 주요 물리 논문 Atlas가 생산하는 저자로 자격을 갖추고 있으며 저자 목록은 논문 자체만큼 많은 페이지를 가져갈 수 있습니다.
보다 기능적인 수준에서,이 집단은 또한 데이터 해석의 편견을보다 쉽게 보호 할 수있게한다. Higgs Discovery 시대에 Gamma Gamma Analysis Group의 Higgs 회원 인 Kerstin Tackmann은“우리가하는 거의 모든 것이 분석에서 잠재적 인 편견을 줄이기위한 것입니다. 많은 물리학 자들과 마찬가지로, Tackmann은 수줍음을 바르고 많은 자격을 가지고 말합니다. 그러나 그녀는 편견을 제거하는 것의 중요성을 전달할 때 더 강력 해집니다.
"우리는 마지막 단계까지 실제 데이터를 사용하지 않습니다."라고 그녀는 설명합니다. 분석 도구 (angorithms 및 소프트웨어)가 본질적으로 정의 된 후에는 흑백이없는 프로세스 인 실제 데이터에 적용됩니다. Tackmann은“실제 데이터를 살펴보면 더 이상 분석을 변경할 수 없습니다.”라고 말합니다. 그렇게하기 위해서는 물리학 자들이 자신의 분석 도구를 그들이보고 싶은 것에 대해 유혹하도록 유혹하여 우연히 편견을 만들 수 있습니다. 최악의 경우 실제로 존재하지 않는 결과를 만듭니다. 조숙 한 개인 물리학자가 새로운 데이터 컷 또는 필터를 제안 할 수있는 능력은이 절차에 의해 제한됩니다. 게임 후반까지 실제 데이터조차 보지 못하고 모든 다른 과학자들이 독립적으로 조사합니다.
.이 집단 훈련은 Atlas가 생성하는 데이터의 복잡성을 길들이는 한 가지 방법이며, 원시 형태는 지구에서 달로, 매년 10 번 뒤로 돌아 오는 DVD 스택을 채울 정도로 방대한 형태입니다. 데이터는 디지털 카메라의 원시 출력에 필요한 처리와 마찬가지로 시간과 공간에서 개별 충돌 이미지를 근사화하는 것으로 재구성해야합니다.
그러나 충돌로부터의 입자의 식별은“스캐닝 걸스”와 버블 챔버 네거티브 시대 이후 놀라 울 정도로 더 복잡해졌으며, 실제 인간은 충돌의 확대 된 이미지에 앉아 선과 나선을 다른 입자로 식별했습니다. 실험가는 오늘날 픽셀 탐지기, 실리콘 스트립 추적기, 전이 방사선 추적기, MUON 시스템 및 칼로리 미팅, Hadronic 및 Electromagnetic과 같은 다양한 탐지기 서브 시스템의 내부 기능에 대한 전문가 지식이 있어야합니다. 게인 또는 임계 값 설정과 같은 각 서브 시스템의 전자 제품에 대한 조정은 실제 데이터처럼 보이지만 그렇지 않은 것을 부재하거나 포함시킬 수 있습니다. 허위 또는 결석 신호를 유발할 수있는 것을 이해하고 어떻게 설명 할 수 있는지 이해하는 것이 프로세스에서 가장 도전적이고 창의적인 부분입니다. Tackmann은“어떤 사람들은 정말 영리하고 매우 능숙합니다.
프로세스도 정적이 아닙니다. 시간이 지남에 따라 탐지기는 연령과 방사선 손상으로 인해 변합니다. 결국 탐지기의 소프트웨어를 완성하는 과정은 끝이 없으며 인간의 요구 사항은 엄청납니다. 약 100 명의 물리학자가 단일 및 비교적 간단한 입자 시그니처의 분석에 관여했습니다. 전체 HIGGS 분석은 600 명 이상의 물리학 자 팀에 의해 수행되었습니다.
이 노력의 깊이와 폭은 발견 행위를 익명으로 분산 된 것으로 바꾸 었으며,이 익명 성은 아틀라스 문화에서 제도화되었습니다. 멍청한 머리카락을 가진 젊은 물리학 자이자 속삭임에 국경을 가진 조용한 젠과 같은 연설을 가진 마루미 카도 (Marumi Kado)는 히그 스 발견을 확인하는 데 필요한 통계적 중요성 수준에 도달하는“결합 된 분석”그룹의 소집 자 중 하나였습니다. 그러나 일반적으로 아틀라스의 경우, 그는 이전의 복잡성에 비추어 통계 분석의 중요성 (마지막 단계)의 중요성을 과소 평가합니다. "최종 분석은 실제로 매우 간단했습니다."라고 그는 말합니다. “대부분의 [성공]은 탐지기를 구축 한 방법, 얼마나 잘 교정했는지, 처음부터 얼마나 잘 설계되었는지에 놓여 있습니다. 이 모든 것은 25 년이 걸렸습니다.”
Atlas 내에서 심하게 협력적인 작업 모델은 물리 및 엔지니어링에서 혁신하기에 충분하지 않으며 관리 스타일과 기업 문화를 혁신해야했습니다. Lausanne의 IMD 비즈니스 스쿨의 전략 실행 및 정보 관리 교수 인 Donald Marchand는 Atlas를 표준 "폭포"또는 상단 관리 이론에 직면하여 날아 다니는 공동 작업 모드를 따르는 것으로 묘사합니다.
Marchand는 2000 년대 중반 Atlas에 대한 사례 연구를 수행하여 Atlas 경영진이 공식적인 권한이 거의 없거나 전혀없는 것을 발견했습니다. 협업에있는 대부분의 사람들은 홈스티튜트와 관련이없는 사람을 위해 직접 일하며 실제로 급여를 씁니다. 예를 들어, 시공 단계에서 가장 데이터 집약적 인 구성 요소 중 하나 인 Atlas Pixel Detector의 프로젝트 리더는 캘리포니아의 미국 실험실에서 근무했습니다. 그의 직접 부하 인 프로젝트 엔지니어는 이탈리아의 연구소에서 일했습니다. 그가 생산 과정에서 중요한 역할을 관리하고 있었지만 프로젝트 리더는 프로젝트 엔지니어의 성과를 공식적으로 홍보, 징계 또는 공식적으로 검토 할 힘이 없었습니다. 그의 유일한 의지는 토론, 협상 및 타협이었습니다. 아틀라스 회원은 자신이 아닌 누군가와 함께 일한다고 생각할 가능성이 높습니다.
마찬가지로, 자금 조달은 공식 계약보다는“이해 각서”를 통해 여러 국가의 연구소에서 나왔습니다. 협업의 대변인 및 기타 최고 관리자는 청지기 직분의 정치를 따라야하며 공동 작업을 지시하기보다는 협력을 돌보아야했습니다. 협업 회원이 소외된 경우, 이는 그들이 투자하고있는 금융 및 인적 자본의 상실을 의미 할 수 있습니다. 모든 수준의 관리자는 부하 직원에게 피드백, 인센티브 및 징계를 제공하는 비 전통적인 방법을 찾아야했습니다.
커피 채팅은이 작업을 수행하는 한 가지 방법이었으며 협업을 계속 운영하는 작은 일일 협상을 수행하는 주요 방법이되었습니다. 오늘날 Cern 주변에 카페가 배치되어 있으며 비공식 회의를하는 사람들과 함께 아침부터 저녁까지 가득합니다. 많은 물리학 자들은 식당에서 한 번에 몇 시간 동안 야영을하면서 약속 사이에 노트북을 작업하는 것을 볼 수 있습니다. Atlas Management는 또한“안전한 항구, 조직 내 문화 인 [직원]은 자신을 표현하고 갈등없이 갈등과 논쟁을 해결할 수있게 해주는 문화”를 만들었습니다.
결과적으로 매우 효과적이고 유연한 관리 구조입니다. Atlas 관리자는 조직의 정보 자본을 통제, 보급 및 대문자를 어떻게 통제, 보급 및 대문자로 측정하는 벤치 마크 규모의 상위 5 %에서 지속적으로 점수를 매겼습니다. Marchand는 또한 ATLAS 관리 구조가 변화하는 상황에 적응하는 데 효과적이며 실험의 핵심 생산 단계에서 일시적으로 더 하향식 패러다임으로 전환하여 전 세계의 어셈블리 라인에서 수천 개의 동일한 객체를 생산 해야하는 경우를 일시적으로 전환했습니다.
이 협업 문화는 우연히 발생하지 않았습니다. Marchand에 따르면 처음부터 아틀라스에 내장되었습니다. 최초의 창립자들은 개인 신용을 피하고, 대면 할 분쟁을 통해 대화하고, 열린 회의에서 거의 모든 것을 논의하는 모든 사람에게 협력 윤리를 주입했습니다. 그러나 그 윤리는 아무데도 체계화되지 않습니다. 서면 행동 강령이 없습니다. 그럼에도 불구하고 그것은 거의 종교적으로, 내가 말한 모든 사람들에 의해 받아 들여졌습니다.
협력 회원은 개인의 신용을 무엇이든 기인하는 것에 회의적입니다. 모든 논문에는 전체 저자 목록이 포함되어 있으며 Atlas의 모든 봉사 활동 자료는“Atlas Collaboration”에 서명되었습니다. 사람들은 언론에서 너무 많은 개인적인 신용을받는 것으로 인식 된 사람들을 의심합니다. 공동 작업의 유명한 멤버 (전직 록 스타이자 성공적인 BBC 시리즈의 호스트 인 Horizon )는 실험과의 연관성을 통해 자신에게 너무 많은 관심을 끌고있는 많은 사람들에 의해 더 이상 바라본다.
아틀라스의 천재와 CERN의 다른 실험을 검색 할 때 협업 자체 이외의 다른 것을 지적하는 것은 거의 불가능 해 보입니다. 새로운 물리학을 제안하는 이론가들과 실험 프로그램의 창시자를 포함하여 어떤 개인보다, 천재의 특징을 반영하는 것은 상상력, 끈기, 열린 마음, 성취.
결과는 스스로를 대변합니다. Atlas는 이미 예상 평생의 10 분의 1만으로 첫 번째 주요 목표에 도달했으며 계속해서 공동 작업을 계속하고 있습니다. 이 5 월, 탐지기에 대한 첫 번째 업그레이드 중 하나가 설치되었습니다. 삽입 가능한 B- 레이어 (IBL)라고 불리는이 제품은 2008 년 Atlas의 초기 시운전 기간이 끝날 무렵에 형성된 태스크 포스에서 자랐으며, 빔 파이프 바로 옆에 다른 탐지기 층을 9mm 클리어런스 공간에 삽입하는 것이 불가능한 것으로 여겨지는 명시적인 목표를 달성했습니다.
유능한 기회 주의자, 태스크 포스 멤버들은 대신 새로운 하위 프로젝트로 빠르게 변화하는 디자인을 생각해 냈습니다. 신발 상자보다 거의 크지 만 IBL의 건축에는 전 세계 60 개가 넘는 기관이 포함되었습니다. 모든 사람들 이이 흥미 진진한 새로운 일에 참여하기를 원했기 때문입니다. 올해 초 아틀라스 중심부의 삽입 가능한 B- 레이어 하위 검색기를 집으로 밀어 넣을 시간이되었을 때, 길이가 7 미터 이상의 밀리미터의 일부만이 단지 2 시간 만에 이루어졌습니다.
새로운 천재를위한 새로운 기회가 많이 있습니다. Gianotti는 예를 들어 암흑 물질을 싱글합니다.“우주의 96 %가 어둡습니다. 우리는 그것이 무엇으로 만들어 졌는지 모르고 악기와 상호 작용하지 않습니다. 우리는 단서가 없습니다.”라고 그녀는 말합니다. "그래서 천재를위한 많은 공간이 있습니다." 그러나 야생 머리 과학자가 실험실에서 분필 조각을 들고있는 과학자로부터 오는 대신, 그 천재는 수천 명의 사람들이 함께 일할 수 있습니다.
Neal Hartman은 Lawrence Berkeley Laboratory의 기계 엔지니어로 거의 15 년 동안 Cern의 Atlas 공동 작업과 협력 해 왔습니다. 그는 CERN의 과학에서 영감을 얻은 영화제 인 Cineglobe Runing을 포함하여 물리학 및 일반 과학의 봉사 활동과 교육에 많은 시간을 보냅니다. .
참조
1. Aad, G. et al. LHC에서 ATLAS 검출기로 측정 된 SQRT (S) =900 GEV에서 PP 상호 작용의 하전 된 입자 다중. 물리학 문자 b 688 , 21-42 (2010).
2. Marchand, D.A.의 IMD 사례 연구 &Margery, P. Cern의 Atlas 및 LHC 협력 :Big Bang 탐색, IMD-3-2015 (2009).
3. Marchand, D., Kettinger, W., &Rollins, J. 정보 방향 :비즈니스 성과에 대한 링크 옥스포드 대학 출판부 (2001).
이 기사는 원래 2014 년 10 월“천재”문제에 출판되었습니다.
