Читать книгу "Что скрывает атмосфера, или Как возник воздух…"

Рэлей не торопился с поиском ответа. Прошла четверть века, умер Максвелл. Но в 1899 г. Рэлей наконец закончил вычисления. Он пришел к выводу, что сами молекулы воздуха имеют как раз подходящий размер, чтобы рассеивать видимый свет. Так что за рассеяние отвечали не какие-то примеси вроде пыли, солей или пузырьков. «Даже в отсутствие чужеродных частиц, – заявил Рэлей, – небо все равно будет синим». Только азот, кислород и аргон* окрашивают наш небосвод в синий цвет. И, возможно, Рэлей никогда бы этого не узнал, если бы его старый друг Максвелл не провел в праздности один день, разглядывая Эверест, – одну из тех точек на Земле, что ближе всего к небу.

В 1780-х гг. химики реализовали, возможно, самую старую мечту человечества – преодолеть силу притяжения и подняться в небо. Столетие спустя один физик решил одну из самых старых загадок – почему небо синее. За это можно простить ученым чрезвычайно высокое мнение о себе и о своем понимании химии воздуха, сложившееся к началу XX в. Благодаря многим ученым, от Пристли до Рамзая, были обнаружены все главные составляющие воздуха. Благодаря закону идеального газа стало известно, как воздух реагирует на любые изменения температуры и давления. Благодаря Шарлю, Гей-Люссаку и другим воздухоплавателям было установлено, что представляет собой воздух даже на высоте нескольких километров. Были, конечно, и слабые места в изучении атмосферы, такие как атомная физика или метеорология. Но в целом предстояло только распространить известные законы на эти особые случаи. Должно быть, ученым того времени казалось, что они уже приблизились к полному пониманию устройства мироздания.

И что же произошло потом? Ученые ринулись прояснять оставшиеся неразрешенными вопросы и вынуждены были сформулировать совершенно новые законы природы. Атомная физика привела к абсурду квантовой механики и ужасам атомных войн. А метеорология, одна из самых сонных областей науки, вернула к жизни теорию хаоса – глубочайшее и сложнейшее направление мысли XX в.

Небольшое отступление

НОЧНЫЕ ОГНИ

Ацетилен (C₂H₂) на сегодняшний день содержится в воздухе в концентрации от 0,0001 до 0,001 ppm (выше в урбанизированных районах); при каждом вдохе мы потребляем от миллиарда до десяти миллиардов молекул

Водород (H₂) содержится в воздухе в концентрации 0,55 ppm; при каждом вдохе мы потребляем семь квадриллионов молекул

Мы не можем закончить рассказ о благородных газах, не упомянув об их самом известном применении в так называемых неоновых огнях. Вообще говоря, история появления неоновых огней является частью гораздо более обширной истории о свете и газах в целом. Такие газы, как пар, очевидным образом способствовали Промышленной революции, но такие газы, как метан и ацетилен, сделали нечто не менее важное: они осветили эту революцию. Один историк назвал пар и эти рождающие свет газы «двумя главными движущими силами истории».

Электрическая лампочка Эдисона прославилась вполне заслуженно, но светильный газ первым изгнал тьму из современного мира.

Вполне уместно вспомнить, что Лунное общество, членом которого был Джозеф Пристли, собиралось в ближайший к полнолунию понедельник, чтобы при лунном свете члены общества могли спокойно разойтись по домам. Но Пристли и его современники относились к последним поколениям людей, которых волновала данная проблема. Некоторые газы, обнаруженные учеными в конце XVIII в., горели невероятно ярко, и меньше чем за полстолетия после смерти Пристли, в 1804 г., газовое освещение стало нормой жизни европейских городов.

Конечно, люди пользовались искусственным освещением и до начала XIX в., разжигая костры, свечи, масляные лампы. Но при всей романтике ночи у костра и ужина при свечах костры и свечи – не лучшие источники света. Свечи, в частности, дают слабый и болезненный свет, про который один историк в шутку сказал, что он лишь «позволяет видеть темноту» (французская поговорка того же времени представляла ситуацию в другом ракурсе: «в свете свечи и коза – женщина»). Однако даже свечи для каждодневного пользования не всем были по карману: представьте, что вам приходится каждый день менять все электрические лампочки в доме. В больших имениях и на производстве тратили до 2500 свечей в год. Кроме того, свечи неприятно чадили, а устроить с их помощью пожар было проще простого.

Сейчас нам кажется, что очевидный выход из положения заключался в применении каменноугольного газа. Каменноугольный (светильный) газ – это смесь метана, водорода и других газов, выделяющихся при медленном нагревании каменного угля. И метан, и водород сами по себе горят ярко, а в смеси дают свет в десятки раз сильнее и ярче света свечи. Но, как в случае с веселящим газом, поначалу люди воспринимали светильный газ лишь как забавное новшество. Торговцы загоняли толпы людей (по полпенни с каждого) в темные комнаты и развлекали их газовой пиротехникой. Причем зрителей поражал не только свет. Газовые светильники не имеют фитиля и, как бы преодолевая силу тяжести, могут светить вбок и вниз. А некоторые мастера даже комбинировали несколько видов пламени, воспроизводя форму цветов или животных, как современные игрушки из воздушных шариков.

Но постепенно люди поняли, что светильный газ можно использовать для освещения помещений. Газ горит стабильно и чисто, без нагара и дыма, как свечи; светильники надежно укреплены на стенах, что значительно снижает опасность пожара. Эксцентричный инженер по имени Уильям Мёрдок – тот же человек, который изобрел паровой локомотив на фабрике Джеймса Уатта, – в 1792 г. установил первую в мире систему газового освещения у себя дома в Бирмингеме. Некоторые местные дельцы были настолько потрясены, что вскоре оборудовали газовым освещением свои предприятия.

Вслед за частными предпринимателями власти многих городов стали использовать газ для освещения улиц и мостов. Обычно газ в городах хранили в гигантских емкостях (газгольдерах) и по подземным трубам разводили по городу, как сегодня воду. В 1823 г. в Лондоне насчитывалось 40 000 уличных газовых фонарей, и другие города следовали этому примеру (Париж, естественно, не хотел, чтобы какой-то несчастный Лондон узурпировал его репутацию «города света»). Впервые в истории человеческие поселения можно было бы увидеть из космоса.

Потом подошла очередь общественных зданий, включая вокзалы, церкви, и конечно же, театры, которые выиграли от этого нововведения, наверное, больше остальных. Улучшение качества освещения позволило режиссерам уводить актеров в глубь сцены и добиваться большей естественности постановки. Путем накаливания мела в потоке кислорода и водорода создавали так называемый друммондов свет, который был еще ярче; эта технология постепенно привела к появлению прожекторов. Поскольку публика видела актеров лучше, они могли накладывать меньше грима и вести себя более естественно.

К середине XIX в. даже сельская Англия обзавелась рудиментарной системой газового освещения, а распространение дешевого и надежного освещения изменило общество по многим параметрам. Снизилась преступность, поскольку бандиты и бродяги не могли больше прятаться под покровом ночи. Ночные таверны и рестораны работали дольше. На заводах был введен регулярный рабочий день, поскольку можно было продолжать работать даже с наступлением темноты, и некоторые производства теперь могли функционировать круглосуточно.

Появление первого переносного светильника стало возможным благодаря еще одному газу. В 1836 г. двоюродный брат Хэмфри Дэви Эдмонд открыл ацетилен – маленькую жесткую молекулу, состоящую из атомов водорода по краям и связанных между собой тройной связью двух атомов углерода посредине (C₂H₂). Этот газ горит с удивительной силой, и ему быстро нашли применение в качестве источника света в уличных фонарях, бакенах и маяках. Предприниматели стали производить и переносные ацетиленовые лампы, в частности для работы в шахтах и пещерах. Позднее ацетиленовые лампы устанавливали на велосипедах и машинах, включая «форд» модели «Т», хотя у этих ламп была одна особенность. В большинстве ламп ацетилен выделялся в результате взаимодействия воды с хрупким серым минералом, карбидом кальция (CaC₂). Сам ацетилен запаха не имеет, но некоторые побочные продукты реакции попахивали чесноком.

Философ и поэт Фридрих Шиллер называл газопровод удобным инструментом для совершения самоубийства – что не улучшало репутацию газового освещения.

Несмотря на безусловные преимущества по сравнению со свечами, газовое освещение тоже имело недостатки. Иногда каменноугольный газ содержал примеси, такие как аммиак и сера, от которых людям становилось плохо. Интенсивное пламя в закрытых помещениях поглощало много кислорода, в результате чего после вечера в театре у зрителей болела голова. А иногда газовые лампы протекали, вызывая удушье.

К началу XX в. в большинстве городов газовые лампы начали заменять лампами накаливания, которые не пахнут, не расходуют кислород и дают больше света. Лампочки казались более современными и прогрессивными: каменноугольный газ дал чистое пламя без дров и дыма, а электрические давали чистый свет даже без огня.

Но и в лампах накаливания тоже работает газ. В большинстве видов ламп нить накаливания сделана из металла, часто из вольфрама. Когда по нити бежит ток, металл светится, но при этом греется, а в присутствии кислорода горячий металл загорается. Чтобы избавиться от этой проблемы, производители откачивали из ламп воздух, создавая вакуум. Однако, избавившись от одной неприятности, получали другую: в условиях очень низкого давления горячий металл испарялся и оседал на внутренней поверхности лампы в виде черного налета. По этой причине из большинства современных ламп сначала откачивают воздух, а потом заполняют их азотом или инертным газом.

Если лампы накаливания обходятся без пламени, то некоторые современные системы освещения не имеют даже нити накаливания. Например, натриевые лампы, которые часто используют для освещения улиц. Основное отличие этих ламп от газового освещения XIX в. заключается в следующем. В старом варианте имела место химическая реакция – разрыв связей между атомами в молекулах метана и водорода приводил к выделению света и тепла и к образованию новых веществ. В лампах с парами натрия не происходит ни разрыва связей, ни образования новых соединений. В данном случае под действием электричества атомы натрия переходят в возбужденное состояние. Это означает, что электроны в атомах натрия сначала переходят на более высокий энергетический уровень, а затем возвращаются назад. В результате этих переходов выделяются фотоны видимого света, которые проникают нам в глаза и позволяют обходить рытвины на дороге.

В дисплеях многих первых компьютеров и калькуляторов использовались неоновые лампы, поскольку им нужно меньше энергии, чем лампам накаливания, и они не так быстро нагреваются.

Неоновые лампы тоже дают свет за счет возбуждения атомов. Для изготовления неоновых ламп можно использовать любой из шести благородных газов – в зависимости от того, какого цвета свет вы хотите получить. Просто заполните стеклянную трубку криптоном, ксеноном или другим газом, пропустите ток и защитите глаза. Французский химик Жорж Клод, активно изучавший поведение газов при низких температурах, продал первый неоновый рекламный щит одной парижской парикмахерской в 1912 г., а затем установил на крыше светящуюся рекламу вермута. Потом неоновыми трубками был освещен вход в парижскую Оперу и другие здания. Мода на неоновые лампы не прошла и позднее, и, хотя в 1920-х гг. Клод был на грани банкротства, в 1960 г. он умер очень состоятельным человеком. Забавно, что в дисплеях многих первых компьютеров и калькуляторов использовались неоновые лампы, поскольку им нужно меньше энергии, чем лампам накаливания, и они не так быстро нагреваются.

В те дни, когда искусственное освещение еще не вошло в каждый город и каждый дом, люди иногда называли искусственный свет «заемным». Теперь это звучит странно: как будто мы выхватили солнечные лучи и принесли их в темноту. Сегодня люди больше озабочены тем, чтобы избавиться от ночных огней. Световое загрязнение мешает любоваться звездным небом, а пятна уличных фонарей за окном мешают спать. Такой поворот событий поразил бы наших предков: в современном мире темнота стала предметом роскоши.

III
Границы
Новые небеса

Человек, живший в XVII в., не почувствовал бы себя инородным телом в XVIII в., и даже начало XIX в., возможно, не показалось бы ему совсем незнакомым. Но вот прыжок в следующее столетие привел бы его в невероятное возбуждение. В небо внезапно взмыли стальные небоскребы. Паровые двигатели революционизировали производство и транспорт. Сместились даже границы между днем и ночью – один из главных организующих принципов в жизни человека. И в каждом новом достижении немаловажную роль играли газы, что доказывает: воздух сформировал не только нашу биологию, но и цивилизацию.

Но за последние десятилетия отношения между человеком и воздухом вновь сильно изменились. Воздух, которым дышал наш знакомый в XVII в., отличается от воздуха, которым мы дышим сегодня. Развитие промышленности повлияло на его химический состав. Но еще сильнее изменились наши представления о воздухе, ведь только сравнительно недавно ученые начали понимать, насколько сложна и хрупка наша атмосфера. До сих пор мы с вами говорили о том, как атмосфера Земли влияла на формирование человека. Теперь же мы побеседуем о том, как человек изменил атмосферу.

Глава седьмая
Осадки из радиоактивных осадков

Йод-131 (I) и стронций-90 (Sr) в настоящий момент содержатся в атмосфере в концентрации 0 ppm (если все нормально!)

Наверное, вид плывущей в водах Тихого океана свиньи покажется странным любому человеку. Но особенно странным это зрелище должно было показаться выловившим ее морякам, поскольку дело происходило сразу после взрыва атомной бомбы.

В отличие от сверхсекретного Манхэттенского проекта, операция «Перекрестки» (Crossroads) вовсе не была секретной, а широко обсуждалась на протяжении нескольких месяцев. Эти испытания стоимостью 100 млн долларов США (1,2 млрд долларов в современном эквиваленте), проведенные в июле 1946 г., были на тот момент самым масштабным научным экспериментом за всю историю, хотя слово «эксперимент» предполагает определенный уровень тонкости, о которой в данном случае говорить не приходится. По сути, ВМС США планировали сбросить атомную бомбу на флотилию из 90 кораблей и посмотреть, что из этого получится. Для проведения операции понадобились 42 000 моряков, 25 000 радиационных детекторов и 500 000 метров видеопленки – половина мирового запаса на тот день – для записи событий. Местом действия был выбран атолл Бикини – группа коралловых островов в 4000 км от Гавайев. Райское место.

За год до этого ВМС захватили несколько немецких и японских кораблей, включая ненавистный «Нагато» – командное судно, участвовавшее в нападении на Пёрл-Харбор. Однако в состав флотилии для испытаний были включены и участвовавшие в важных военных баталиях американские суда, такие как «Нью-Йорк» и «Пенсильвания» (из сентиментальных соображений моряки убрали с судов колокола и чайные сервизы, но оставили на стенах изображения красоток). После волны протестов со стороны общественности в дело вмешался Конгресс, и количество американских судов было сокращено до 33, но флотилия боевых кораблей, линкоров и подводных лодок на Бикини по-прежнему составляла пятый по численности флот в мире.

Более серьезные проблемы возникли весной 1946 г. Для начала, американские военные выселили с острова всех 167 жителей. Командующий военными силами острова нагло назвал их счастливчиками и сравнил с евреями, выведенными из египетского рабства в Землю обетованную (интересно, кто играл роль Моисея?). Кроме того, продолжая следовать библейским указаниям, военные доставили на Бикини ковчег с животными и распределили их по кораблям, чтобы изучать влияние атомного взрыва. Когда об этом узнала общественность, американское правительство получило несколько тысяч гневных писем. Девяносто человек даже предложили себя вместо животных. Среди этих людей был писатель Элвин Уайт и заключенный из тюрьмы Сан-Квентин, который сообщил, что хочет сделать для общества что-нибудь полезное. Заметим, что некоторые менее милосердные граждане предлагали использовать вместо животных военнопленных (так, Эйхман вместо Израиля мог оказаться на Бикини). Военные согласились не использовать собак, но привезли на испытания 5000 крыс, 204 козы и 200 свиней. Для реалистичности эксперимента за день до испытаний крупных животных нарядили в военную форму и остригли им шерсть на голове до «человеческой» длины. Свиней для эксперимента выбрали по той причине, что их органы напоминают органы человека, а некоторых коз «подготовили»* таким образом, чтобы сделать более чувствительными к психическому воздействию взрыва. Очевидно, предполагалось, что это поможет изучить психологический аспект последствий атомного взрыва.[35]35
  Отто Адольф Эйхман (1906–1962) – немецкий офицер, военный преступник, ответственный за массовое уничтожение евреев в годы Второй мировой войны; после войны был выслежен израильской разведкой и вывезен в Израиль, где его судили и приговорили к высшей мере наказания; казнь Эйхмана была вторым и последним случаем смертной казни в Израиле.


[Закрыть]

Воздействие радиации во время операции «Перекрестки» испытывали на козах и крысах (Фотография любезно предоставлена фотоагентством Getty Images)

Великий эксперимент начался в девять утра 1 июля 1946 г. За несколько минут до этого тысячи моряков выстроились на палубах вспомогательных судов за пределами залива. Офицеры приказали не смотреть на взрыв, но, естественно, все смотрели (наиболее осведомленные на всякий случай смотрели одним глазом). Утром среди военных распространилась шутка: если бомба уничтожит Бикини, его можно будет называть Nothing Atoll («атолл Ничто», от nothing at all). И все же большинство людей нервничали: за 11 месяцев после взрыва в Нагасаки испытаний атомного оружия не проводилось, и бомба в воображении людей приобрела почти сверхъестественную силу.

У моряков перехватило дыхание, когда над их головами появился бомбардировщик B-29 Dave’s Dream. Он нес атомную бомбу, которую летчики окрестили «Джильдой», в честь героини Риты Хейворт из недавно вышедшего фильма с таким же названием (официально бомба носила имя «Эйбл» – по звучанию первой буквы английского алфавита). Мишенью служила находившаяся в пяти километрах от берега группа судов, включая «Неваду». Военные покрасили «Неваду» в оранжевый цвет, чтобы ее легко можно было идентифицировать с воздуха. Однако бомба все же попала не туда. «Джильда» взорвалась на высоте 158 м, как и было задумано, но в 649 м к северо-западу от «Невады», около транспортного корабля.

Мощность взрыва составила 23 килотонны. Глядевшие одним глазом моряки увидели вспышку света и почувствовали на щеках легкий ветерок; звук дошел до них только через две минуты. Животным на кораблях досталось больше. Бомба уничтожила все вокруг себя и создала ударную волну, унесшуюся со скоростью 15 000 км/ч. Многие животные погибли от удара, и пять кораблей вблизи «нулевой точки» начали тонуть. Все животные, находившиеся на этих кораблях, утонули. Все, кроме одного.

Свинья 311 (номер на ухе) в униформе была заперта в офицерском туалете на борту японского крейсера «Сагава», в 400 м от «нулевой точки». От взрыва «Сагава» просела, как будто какой-то гигант раздавил ее каблуком сапога. Кроме того, в боку судна возникла дыра, и корабль начал тонуть. Но дверь туалета открылась, и свинья 311 (без обмундирования) каким-то образом умудрилась не пропасть под обломками. Патрульный корабль, отправленный на следующее утро посмотреть на последствия взрыва, обнаружил ее плывущей к берегу. Ей было полгода, она была почти совсем белой, с несколькими черными пятнышками, и весила 20 кг.

Несмотря на чудесное спасение, ветеринары считали свинью 311 почти покойницей. Она начала худеть и терять шерсть. Хуже всего, что у нее резко сократилось число клеток крови, поскольку радиоактивное излучение уничтожает костный мозг, в котором они образуются. Сравнивая с симптомами, возникшими у других облученных животных, можно было предположить, что у свиньи постепенно атрофируются мозг, желудок и печень – типичная картина острой лучевой болезни. Однако в последующие недели ее состояние стабилизировалось. Стала отрастать шерсть, и выровнялись показатели клеток крови. Вскоре животное начало прибавлять в весе и вообще выглядело нормально.

Военные, естественно, невероятно радовались ее выздоровлению. Власти страстно желали принизить опасность испытаний атомного оружия, и поскольку свинья 311 выглядела здоровой и счастливой, она стала национальной героиней: маленькая свинья, одолевшая плохую большую бомбу! И публика проглатывала весь этот бред. Журнал Life поместил фотографию свиньи, а известный обозреватель назвал ее «символом победы разума над материей и свиньи над тем и другим». Вскоре свинья оказалась в отдельной клетке в Национальном зоопарке Вашингтона, куда посмотреть на нее стекались посетители со всей страны. Посмотреть на обычную свинью!

Вся идеологическая работа вокруг свиньи 311 имела одну очевидную цель – убедить общественность в безопасности испытаний атомного оружия. И в значительной степени это подействовало. Понятно, что теперь, когда мы вспоминаем о том времени, мы не можем не думать о радиоактивном молоке и прячущихся под партой детях. Но люди не сразу осознали все ужасные последствия применения атомного оружия. В 1940-х и начале 1950-х гг. люди относились к этой теме недостаточно серьезно и даже посмеивались. Никто не думал о Хиросиме и Нагасаки, зато обсуждали операцию «Перекрестки» и свинью 311. Подумайте сами, если свинья может пережить взрыв атомной бомбы, что в нем такого страшного?

Это спокойствие вполне устраивало правительство США, которое хотело провести как можно больше испытаний атомного оружия и как можно быстрее. За последующие 20 лет военным удалось осуществить около 200 испытаний, и мы до сих пор ощущаем на себе их последствия: даже спустя 60 лет мы вдыхаем радиоактивные атомы, которые породили эти бомбы.

Манхэттенский проект позволил достичь прорыва* в большей степени в технической сфере, чем в науке. Все важнейшие научные аспекты ядерной физики были изучены еще до начала войны, и по-настоящему героические результаты, достигнутые учеными, заключались не в генерации великих идей, а в тяжелом и утомительном труде. К примеру, очистка урана. Процедура выделения, среди прочего, состояла в превращении 10 000 кг урановой руды в летучий гексафторид урана и его дальнейшем расщеплении, буквально по атомам, до 50 кг радиоактивного урана-235. С этой целью в Окридже, штат Теннеси, был построен завод, раскинувшийся почти на 20 гектарах земли и потреблявший в три раза больше энергии, чем весь Детройт (стоимость строительства составила 6,6 млрд долларов США в современном эквиваленте). Без этих невероятных вложений труда и капитала все разговоры о бомбах остались бы простой болтовней.

Получение плутония (этот элемент не существует в природе) тоже не было простым делом и потребовало не меньше труда и финансовых затрат, чем очистка урана. Еще сложнее было добиться его детонации. Хотя плутоний обладает довольно сильной радиоактивностью (человек умирает, вдохнув десятую долю грамма), небольшое количество плутония, с которым работали ученые в Лос-Аламосе, не могло вызвать цепную реакцию и привести к взрыву, поэтому ученым пришлось очень сильно повысить его плотность. Плотность металлического плутония и так достаточно высока, так что единственный способ повышения плотности заключался в том, чтобы смешать его с другими взрывчатыми веществами. К сожалению, хотя взорвать что-то с помощью взрывчатого вещества легко, сжать что-то специфическим образом почти невозможно. И ученым из Лос-Аламоса пришлось долго возиться над решением этой задачи.

Однако к весне 1945 г. один вариант устройства был создан. Идея требовала экспериментального подтверждения, что стало причиной проведения испытаний «Тринити», осуществленных 16 июля 1945 г. За сбор конструкции, получившей название «Штучка» (Gadget), отвечал молодой канадский физик Луи Злотин, имевший репутацию безрассудного смельчака (именно то, что нужно для работы с бомбой). После подъема бомбы на тридцатиметровую башню и установки детонаторов Злотин и его руководители получили чек на 2 млрд долларов и удалились на базу, расположенную в 20 км, чтобы наблюдать за взрывом.

В 5:30 утра взрыв обжимающего кольца вокруг плутониевого ядра «Штучки» сжал это ядро от размера грейпфрута до размера персиковой косточки. В результате сжатия расположенный в самом центре крохотный «ежик» из бериллия и полония испустил нейтроны, которые стали бомбардировать атомы плутония, вывели их из равновесия и заставили расщепляться. В результате этого процесса выделилось гигантское количество энергии: расщепление одного атома плутония может подбросить песчинку, которая крупнее него в немыслимое число раз. Важно также, что при каждом расщеплении атома плутония выделяются дополнительные нейтроны. Эти нейтроны сталкиваются с другими атомами плутония и тоже заставляют их расщепляться.

За несколько миллионных долей секунды произошла цепная реакция, приведшая к взрыву, эквивалентному взрыву 20 килотонн тротила. Описать то, что произошло потом, довольно сложно, но выделившаяся энергия превратила в пар и металлическую башню, и песок под ней, и всех ящериц и скорпионов. Но это не все. Температура в эпицентре взрыва достигла десятков миллионов градусов, так что атомы пара стали терять электроны. В результате вещество перешло в новое состояние, называемое плазмой: это некий особый (ионизованный) газ, содержащийся, в частности, в ядрах звезд.

Учитывая невероятный энергетический выход реакции, даже такие трезвомыслящие ученые, как руководитель Манхэттенского проекта Роберт Оппенгеймер, не исключали возможности, что взрыв «Штучки» подожжет атмосферу и полностью оголит поверхность Земли.

Этого не произошло, но каждый из нескольких сотен человек, наблюдавших за взрывом в тот день (многие защитили лица масками или темными очками), знал, что выпустил на Землю нового Дьявола. Известно, что после завершения испытаний «Тринити» Оппенгеймер процитировал строчку из Бхагавад-гиты: «Теперь я стал Смертью, разрушителем миров». Менее известно, что Оппенгеймер также вспомнил слова Альфреда Нобеля о том, что динамит делает войну столь ужасной, что люди перестанут воевать. Какой наивной кажется эта мысль сейчас, на фоне очертаний ядерного гриба!

После взрывов атомных бомб над Хиросимой и Нагасаки большинство участников Манхэттенского проекта переживали триумф. Однако вскоре сообщения из Японии стали вызывать ужас и стыд. Конечно же, ученые знали, что чудо-бомбы убьют десятки тысяч человек, но при бомбардировках Дрездена и Токио жертв было не меньше (по оценкам некоторых историков, за шесть часов бомбардировки Токио погибло не менее 100 000 человек, это больше, чем при любой другой военной операции в истории человечества).

После взрывов в Хиросиме и Нагасаки ученые были потрясены не числом непосредственных жертв, а силой остаточной радиоактивности. До этих событий большинство ученых относились к радиоактивности достаточно спокойно, и известно множество историй об их презрении к опасности*. Взрывы в Японии изменили все. Радиоактивные осадки убивали людей на протяжении нескольких месяцев, разрушая клетки, разъедая кожу и превращая даже соль в крови и пломбы в зубах в маленькие радиоактивные бомбы.

В какой-то момент главнокомандующий оккупационными войсками союзников в Японии генерал Дуглас Макартур запретил средствам массовой информации передавать новости о вторичных последствиях ядерных взрывов. Но он не мог воспрепятствовать распространению слухов, особенно в научной среде. Рассказчикам не приходилось ничего выдумывать – реальность сама по себе была ужасной. Рассказывают, что один американский врач, посещая госпиталь, удивился, почему все японские пациенты носят одежду в крапинку, но вдруг понял, что крапинки шевелятся: у больных просто не было сил отмахиваться от ползавших по ним насекомых. После нескольких несчастных случаев в Лос-Аламосе в 1945 и 1946 гг. опасность радиоактивного облучения стала еще очевиднее, поскольку ученые узнавали о ней из первых рук.

Первый несчастный случай произошел с физиком Гарри Дагляном, который в возрасте 17 лет поступил в Массачусетский технологический институт (МИТ), а через шесть лет, в 1944 г., прибыл на работу в Лос-Аламос. Он участвовал в важных экспериментах, суть которых заключалась в запуске цепной реакции в плутониевых сферах. Плутоний не должен был взорваться, поскольку плотность сфер была недостаточной, однако условия эксперимента не были согласованы с Управлением охраны и безопасности труда. Ученые из Лос-Аламоса говорили, что «тянут за хвост спящего дракона», и проводили эти эксперименты в 6 км от основной базы, в лаборатории «Омега».

Даглян работал с 10-сантиметровой плутониевой сферой, идентичной ядрам бомб, использовавшихся при испытаниях «Тринити» и при взрыве в Нагасаки. Если бы Япония отказалась сдаться, эта сфера, получившая имя «Руфус», стала бы ядром бомбы, которую предполагалось сбросить примерно 20 августа. Но война закончилась, и Дагляну, казалось бы, незачем было возиться с бомбой, поскольку суть Манхэттенского проекта заключалась в приближении победы над Германией и Японией. На самом же деле с окончанием войны характер работы многих ученых в Лос-Аламосе почти не изменился. Американское правительство потратило на создание атомного оружия сотни миллиардов долларов и не собиралось эти деньги терять. Кроме того, продолжалось соперничество за мировое лидерство, и некоторые ключевые фигуры в правительстве считали, что атомные бомбы (в частности, плутониевые) необходимы для долгосрочного обеспечения национальной безопасности.

По этой причине 21 августа 1945 г. в лаборатории «Омега» Даглян начал новую серию экспериментов с «хвостом дракона». Используя терминологию ученых, ему предстояло соорудить «гнездо» из блоков карбида вольфрама вокруг плутониевого «яйца». Карбид вольфрама обладает хорошей способностью отражать нейтроны, которые свободно проникают через многие другие материалы. Окружая сферу блоками, Даглян добивался возвращения всех вылетавших нейтронов и их участия в цепной реакции. Это позволяло уменьшить количество плутония, необходимого для поддержания цепной реакции. Часть эксперимента Даглян выполнил утром, вторую часть – после обеда, а потом отправился на семинар. Но после окончания семинара, в девять вечера, он вернулся в лабораторию, чтобы завершить эксперимент. Работать в одиночку было запрещено, и день был насыщенным, но Лос-Аламос жил не по формальным законам, Даглян был на хорошем счету, и охранники его пропустили.