Джон Браун - Семь элементов, которые изменили мир

Сегодня научные проблемы более разнообразны, а их решения менее очевидны. Мне это стало ясно при посещении в марте 2009 г. бывшего предприятия Clinton Engineer Works, теперь – Национальной лаборатории Оук Ридж. Квадратные промышленные здания вписаны в лесистый пейзаж штата Теннесси. Обширный внутренний двор главного корпуса дает лишь приблизительное представление об истинных размерах лаборатории. Мне показали графитовый реактор X-10, второй в мире, ныне охраняемый объект исторического наследия. Установка для обогащения урана К-25 в настоящее время размонтирована. Приоритеты исследований с тех пор значительно изменились, и именно они послужили причиной моего посещения лаборатории. Я приехал туда в качестве партнера одной частной фирмы, в то время управлявшей крупнейшим инвестиционным фондом, вкладывающим деньги в освоение возобновляемых и альтернативных источников энергии. Незадолго до того я узнал о разработанных здесь новых методах производства биотоплива из растительной массы, в частности травы и деревьев, которые никак не могут служить продуктами питания. Биотопливо может изготавливаться из сахаров, содержащихся в растительной целлюлозе. Но непродовольственная растительная масса содержит много лигнина, который образует прочные химические связи с сахарами, что сильно затрудняет их извлечение. Особый интерес исследователей вызвали тополя: у разных видов этих деревьев – разные сочетания основных природных характеристик. Исследователи изучили более 1000 разновидностей тополей в поисках качеств, которые могли бы обеспечить получение наибольшего количества сахаров [22]. США надеялись: создав экономически конкурентоспособные источники биотоплива, они ослабят свою зависимость от зарубежной нефти. Оук Ридж больше не занимается ураном, но снова работает в интересах национальной безопасности.

25 июля 1945 г. последняя партия обогащенного урана, необходимого для изготовления бомбы для Хиросимы, покинула Оук Ридж и двумя днями позже прибыла на тихоокеанский остров Тиниан. Здесь и была собрана трехметровая атомная бомба «Малыш», вскоре сброшенная на Хиросиму. С этого момента наука выглядит пугающе простой: необходимо создать критическую массу обогащенного урана и тем обеспечить начало неуправляемой ядерной реакции.

Чтобы создать бомбу, предназначенную для разрушения города, построили еще один город. Два миллиарда долларов потрачены на «величайшую в истории научную авантюру», которая в итоге себя оправдала [23]. Проект «Манхэттен» – редкий пример того, как государство успешно выбрало выигрышный вариант, хотя в данном случае выбор был предельно ясен: только один вид оружия давал возможность завершить войну. Сражения в лабораториях столь же важны для победы союзников, как и сражения в воздухе, на суше и на море. Взорвав атомную бомбу, человечество высвободило «исходную энергию вселенной» [24]. Но бомба также заставила нас испугаться: теперь мы можем уничтожить сами себя. Так символически началась новая эпоха.

«В момент ядерного взрыва Капитан Атом не имел плоти, костей и крови. Высушенный молекулярный скелет оставался неповрежденным, но изменение, неизвестное прежде человеку, все же произошло! Не осталось ничего… абсолютно ничего, что указывало бы на существование того, что прежде было огромной ракетой! Внутри также не было никаких следов человека!» [25]

Капитан Атом, «радиоактивный как чистый уран-235», появился на свет во время взрыва атомной боеголовки. Эта фантастическая история увидела свет в 1960 г. в мартовском номере «Космических приключений», популярного в США юмористического журнала. В конце 1950-х – начале 1960-х гг. я охотно читал эти и другие научно-фантастические истории. Чудесная власть атома оказалась настоящим подарком для авторов-юмористов. Они создали целую галерею супергероев, использующих атомную энергию в борьбе со злом. В то время главную глобальную угрозу, по крайней мере, для Америки, представляла ядерная война с Советским Союзом. Во время первого приключения Капитан Атом спас мир от разрушения, перехватив ракету с ядерной боеголовкой, запущенную коммунистами. «Вы больше, чем любое другое оружие, будете служить средством сдерживания войны!» – воскликнул литературный герой по имени президент Эйзенхауэр после триумфального возвращения на землю Капитана Атома.

С тех пор как бомба «Малыш» продемонстрировала миру мощь урана, возможности, открывавшиеся с наступлением атомной эры, казались безграничными. В то время как одни атомные супергерои использовали свою мощь, «чтобы сокрушать любые силы зла в нашем мире» (Атомный человек) и «спасать человечество от самого себя» (Атомный Гром), другие вели себя как злодеи [26]. Например, мистер Атом, робот с ядерной энергетической установкой, помешанный на стремлении к власти, одержим идеей господства над миром.

Тот же выбор приходилось делать и в реальном мире. Генерал Гроувз, руководитель проекта «Манхэттен», один из отцов атомной бомбы, настойчиво предупреждал: мы должны выбрать «правильный путь» – оружие, ведущее к атомному Холокосту, или светлое атомное будущее [27]. Человечество, по-видимому, стояло на развилке дорог, уводящих в новый атомный мир.

Та же риторика звучала в обращении настоящего президента Эйзенхауэра к Генеральной Ассамблее ООН в 1953 г. Его речь стала известна как «Атом за мир». Озабоченный быстрым ростом ядерных арсеналов США и СССР, Эйзенхауэр призвал мир «вырвать атомную бомбу из рук военных» и направить атомную энергию на благо человечества. Он хотел, чтобы Америка пошла по пути сокращения запасов ядерного оружия и начала диалог с мировыми ядерными супердержавами. Эйзенхауэр торжественно обещал: США «всем сердцем и разумом будут искать путь, на котором чудодейственная изобретательность человека будет направлена не на уничтожение, а на улучшение жизни».

Существовала уверенность, что неограниченный источник нейтронов, полученных при расщеплении урана, позволит искусственно создавать атомы любых типов в лабораторных условиях. С первых дней существования человечество пыталось понять и использовать основные частицы, из которых состоит материя; теперь мы управляем веществами так, как средневековым алхимикам даже не снилось.

Столь же чудесной выглядела и предсказанная польза от радиации для медицины. Люди верили, что радиоактивные элементы скоро позволят побороть рак, самую страшную болезнь современности. Я хорошо помню карикатуру, на которой был изображен скелет с надписью «РАК», убегающий от лучей «АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ» [28]. Кроме того, предполагалось, что радиоактивные элементы позволят отслеживать самые разные болезни, развивающиеся в организме. Мы надеялись разработать арсенал медицинских средств, обеспечивающих каждому долголетие и здоровье. А отследив процессы развития растений, раскрыть секреты фотосинтеза, использующие энергию солнца, и увеличить производство продуктов питания.

Из всех преимуществ от расщепления атома урана самая очевидная в том, что оно дает простой и практически неисчерпаемый источник энергии. Она слишком очевидно проявилась в разрушениях, вызванных атомной бомбардировкой Хиросимы. Теперь же многие ожидали, что благодаря использованию энергии ядер урана кризисы, вызванные нехваткой топлива, останутся в прошлом, и мы все будем ездить на атомных автомобилях, снабженных мини-источниками ядерной энергии.

До появления Капитана Атома в 1960 г. моим любимым чтением был британский еженедельник Eagle – самый популярный журнал для мальчиков в 1950-х гг. Помню, как внимательно рассматривал нарисованные атомные подводные лодки и самолеты. На одной картинке изображался «атомный локомотив», «прообраз транспортного средства будущего», движущийся с огромной скоростью благодаря использованию безграничной энергии урана [29]. Так как ядерный реактор не требовал частого пополнения запасов топлива, то энергия атома считалась предпочтительной по сравнению с энергией нефти и каменного угля. Используя энергию урана, мы могли бы путешествовать по суше и под водой быстрее и дальше, чем когда-либо в прошлом. Предполагалось даже, что атомная энергия позволит управлять климатом. Искусственные солнца будут регулировать погоду и даже, как утверждал один автор, помогут растопить лед на полюсах Земли, чтобы сделать глобальный климат теплым и умеренным.

Новый источник ядерной энергии не похож на все то, с чем сталкивалось человечество прежде. Авторы юмористических и научно-фантастических произведений передают ощущение благоговейного страха, который вызывал уран в 1950-х и 1960-х гг. Но уран – не единственное вещество, чьи технологические возможности сильно преувеличивались. Наряду с титаном и кремнием, истории которых будут рассказаны дальше, он относится к триаде «послевоенных чудес». Однако гиперболизация его возможностей оказалась более значительной. Сверхъестественная мощь урана со всей очевидностью проявилась в изображениях атомного взрыва над Хиросимой. Последующие фантастические истории только повышали связанные с ураном ожидания, которым он в действительности не соответствовал.