Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева

Как бы то ни было, метод Монте-Карло быстро прижился в науке. Он позволял экономить, обходясь без дорогостоящих экспериментов. Именно необходимость создания достаточно точных симуляторов метода Монте-Карло была той движущей силой, благодаря которой стали активно развиваться компьютеры. Вычислительные машины становились все быстрее и эффективнее. В то же время пришествие эры дешевых вычислений означало, что эксперименты в стиле метода Монте-Карло, различные имитации и модели могли все шире применяться в химии, астрономии и физике, не говоря уже об инженерии и анализе рынков. В настоящее время (по прошествии всего двух поколений) метод Монте-Карло настолько доминирует в некоторых научных областях, что молодые ученые даже не подозревают, насколько их работа не похожа на традиционную теоретическую или экспериментальную науку. Простая уловка, временная мера – использование атомов урана и плутония в качестве абака, на котором вычисляются ядерные реакции, – превратилась в незаменимый инструмент научного познания. Метод Монте-Карло не просто завоевал науку; он укрепился, усвоился и переплелся с другими методами.

Но в 1949 году такая трансформация еще не свершилась. На первом этапе существования метод Монте-Карло помогал разрабатывать новые поколения ядерного оружия. Фон Нейман, Улам и другие ученые такого же склада приходили в огромные залы, напоминавшие университетские аудитории, где стояли компьютеры. Там они загадочно спрашивали, можно ли запустить несколько программ, и занимались этим с полудня до утра. В эти мертвые часы они создавали «суперснаряды» – многоступенчатые машины в тысячи раз мощнее обычных атомных бомб. В суперснарядах плутониевые и урановые заряды применялись для запуска ядерного синтеза в жидком сверхтяжелом водороде – именно благодаря таким реакциям горят звезды. Это сложный процесс, который мог навсегда остаться лишь в виде описания на страницах секретных военных отчетов. О нем бы не узнали даже операторы ракетных пусковых шахт, если бы не вычислительные машины. Историк Джордж Дайсон красиво охарактеризовал технологическую историю того десятилетия фразой: «компьютеры привели к бомбам, а бомбы – к компьютерам».

Проделав массу работы, чтобы правильно спроектировать супербомбу, ученые достигли успеха в 1952 году – атолл Эниветок в Тихом океане был стерт с лица земли при испытании водородной бомбы. Этот взрыв вновь продемонстрировал безжалостную безупречность метода Монте-Карло. Тем не менее инженеры-атомщики уже разрабатывали устройства пострашнее водородных бомб. Атомная бомба может погубить вас двумя способами. Маньяк, желающий просто погубить десятки тысяч людей и сровнять с землей целый город, может удовлетвориться обычной «одноступенчатой» атомной бомбой. Ее проще сконструировать, а пылающий ядерный гриб удовлетворит стремление маньяка к театральности массового убийства. Не менее зрелищными будут и непосредственные эффекты взрыва – спонтанные торнадо и темные силуэты жертв, которые останутся на стенах. Но достаточно терпеливый маньяк, который хочет совершить непоправимое зло, отравить все колодцы и просолить почву, сделав ее бесплодной, подорвет грязную атомную бомбу, начиненную кобальтом-60.

Основным поражающим фактором обычной ядерной бомбы является высокая температура. Грязная атомная бомба наиболее опасна из-за сильного гамма-излучения. Гамма-лучи возникают в результате стихийных ядерных реакций. Под действием такого излучения человек не просто сильно обгорает – гамма-лучи проникают в костный мозг и повреждают хромосомы белых кровяных клеток. Эти клетки либо погибают сразу, либо перерождаются в раковые, либо просто вырастают до огромных размеров. В результате они деформируются и не могут бороться с инфекциями. При всех ядерных взрывах выделяется определенное количество радиации, но в грязной атомной бомбе именно радиация является основным поражающим фактором.