Химик Томас Миджли, который изобрел фреон, в 1921 г. первым предложил добавлять в бензин соединения свинца. Это помогало улучшить антидетонационные свойства топлива, но в результате свинец тоже стал попадать в атмосферу и повреждать мозг подрастающих детей. Таким образом, за 10 лет один и тот же человек придумал два самых вредных промышленных продукта XX в. Сам Миджли не узнал о последствиях внедрения своих изобретений. В 1940 г. он переболел полиомиелитом и потерял способность ходить. Тогда он изобрел систему веревок, с помощью которых самостоятельно перебирался из постели в кресло, но однажды в 1944 г. запутался в этих веревках и задохнулся.

А какова судьба холодильника Эйнштейна — Силарда? Был ли этот проект лишь пустой тратой времени и сил? Не совсем. Для Эйнштейна эта работа стала небольшой паузой в бесконечных поисках «теории всего». В стране был упадок, а Эйнштейну приходилось кормить две семьи, так что ему нужны были деньги. Силард еще сильнее нуждался в деньгах, особенно после переезда из нацистской Германии в Лондон в 1933 г. (у него были еврейские корни). Последующие годы он жил за счет своих изобретений и использовал эту неожиданную свободу для длинных прогулок и вынашивания идей о дальнейшем развитии физики. Одна такая идея пришла ему в голову в сентябре 1933 г., когда он прохаживался по тротуару у Британского музея. Он что-то слышал об экспериментах с высвобождением субатомных частиц, названных нейтронами, и начал рассуждать, что будет, если удастся расщепить, скажем, атом урана с высвобождением нейтронов. Соседние атомы будут их поглощать, становиться неустойчивыми, распадаться и, в свою очередь, высвобождать нейтроны. Эти вторичные нейтроны будут дестабилизировать все новые и новые атомы, которые выпустят третичные нейтроны и т. д. Кроме того, каждый расщепленный атом должен выделять энергию — по знаменитому уравнению его патентного партнера: E = mc².

И в тот момент, когда Силард перешел улицу, он уже разработал принцип цепной ядерной реакции. В отличие от хитроумных холодильников, это изобретение оказалось невероятно важным для последующих бурных десятилетий, когда пошатнулась не только вера людей в доброе всемогущество науки, но и вера самих ученых в возможность понять устройство Вселенной.

Йодид серебра (AgI) содержится в воздухе в концентрации 0 ppm (если только кто-то рядом с вами не разгоняет облака)

Химик Ирвинг Ленгмюр был уже лауреатом Нобелевской премии, но никогда раньше во время эксперимента не кричал от восторга. Дело было 13 ноября 1946 г. Ленгмюр стоял на контрольной башне аэропорта Скенектади и глядел вверх на кружащийся над головой маленький самолет. В 4 км над ним его помощник высунулся из окна и бросил в облако крупинки сухого льда. Как прокомментировал один наблюдатель, через несколько секунд облако «как будто начало корчиться от боли». А через пять минут оно исчезло, обратившись дождем.

Хотя этот дождь испарился, не долетев до земли, Ленгмюр в возбуждении забегал кругами с криком: «Это историческое событие!» И еще до того, как самолет приземлился, бросился звонить журналистам. Человечество наконец научилось контролировать погоду.

Если бы подобное заявление поступило от кого-то другого, журналисты, пожалуй, не поверили бы. Однако в те дни Ленгмюр был знаменит не меньше, чем Альберт Эйнштейн, и его мнение уважали. И хотя Ленгмюр был химиком, его обращение к метеорологии никто не считал сумасбродством, поскольку метеорологией интересовались ученые многих специальностей. Химики, исследовавшие поведение газов, изучали погоду, чтобы понять законы поведения воздуха. Астрономы внимательно следили за погодой, чтобы предсказывать оптимальное время для наблюдения за небесными телами. Даже врачи когда-то интересовались погодой, поскольку раньше считалось, что многие болезни возникают из-за плохого воздуха. В списке ученых, в разное время занимавшихся метеорологией, стоят имена Роберта Гука, Джона Дальтона, Джеймса Уатта, лорда Рэлея и многих других. Во время путешествия на «Бигле» Чарльз Дарвин наблюдал за течением Эль-Ниньо, а капитан «Бигля» Роберт Фицрой* в 1861 г. опубликовал в The Times первый в истории прогноз погоды.

Но Ленгмюр в занятиях метеорологией пошел дальше предшественников: он хотел не только понять погоду, но и научиться ею управлять. Нужно сказать, что ученые, занимавшиеся метеорологией, по каким-то необъяснимым причинам всегда были уверены в успехе. На протяжении многих столетий они безрезультатно пытались понять погоду, но все еще были уверены, что ответ где-то совсем близко. Вот только создадим новый барометр, откроем новую метеорологическую станцию или построим новый мощный компьютер — и сможем точно предсказывать погоду. Метеорология — бесконечная головная боль науки.

Но даже на фоне всех Панглоссов от метеорологии Ленгмюр выделялся каким-то невероятным оптимизмом. Он пришел к метеорологии в период кризиса среднего возраста, а его харизма и опыт убедили еще сотню ученых последовать его примеру. В конечном счете их усилия оказались бесплодными и не привели ни к чему, кроме как к созданию современной версии танца дождя, но пока эта работа продолжалась, они устроили из нее целое представление.[38]

Первым активным сторонником контроля над погодой был американец Джеймс Эспи, прозванный «Королем гроз». В 1830-х гг. этот метеоролог из Кентукки заметил, что костры индейцев иногда вызывают дождь, а дым из фабричных труб в больших городах привлекает дождевые облака. Исходя из железного правила, что связь всегда является причинной, Эспи заявил, что дым вызывает дождь, и принялся разрабатывать схему регуляции осадков в восточной части Соединенных Штатов. Правительству предлагалось только разводить по воскресеньям в Аппалачах большой костер. Скоро погода станет такой же предсказуемой, как морской прибой.

Нужно отдать должное Эспи: он предложил несколько не совсем бессмысленных теорий, главным образом относительно формирования облаков. Если ему верить, облака образуются тогда, когда очаги теплого воздуха поднимаются в холодные верхние слои атмосферы, где происходит конденсация водяных паров. Эта теория была не просто верной, но предвосхитила формулировку одного из важнейших законов современной метеорологии о том, что за изменения погодных условий чаще всего отвечают именно водяные пары. В отличие от концентрации большинства атмосферных газов, концентрация водяных паров (абсолютная влажность воздуха) может изменяться в зависимости от местных условий на несколько порядков величины — фактически от нуля в пустынях до ощутимых процентов в дождевых лесах. Более того, в отличие от других основных компонентов воздуха (кислорода, азота, аргона), которые остаются в газообразном состоянии вплоть до нескольких сотен градусов ниже нуля, вода быстро переходит в лед или пар в обычном для земной атмосферы диапазоне температур. В результате вода все время где-то конденсируется, а где-то испаряется. А одновременно с этим высасывает из окружающего воздуха скрытое тепло или высвобождает его обратно. Эти тепловые потоки вызывают изменения температуры и давления, что, в свою очередь, создает так называемые зоны воздушных фронтов. Столкновения этих зон высокого и низкого давления являются причиной различных погодных явлений, заставляя дуть ветра или вызывая грозы. (Заметим, что термин «атмосферный фронт» возник в годы Первой мировой войны — как аллюзия на столкновения воюющих армий.)

Именно изучение свойств воды подтолкнуло Ирвинга Ленгмюра к изучению погоды. До этого он занимался химией поверхностных процессов в лаборатории General Electric на севере штата Нью-Йорк. В отличие от большинства промышленных лабораторий, здесь можно было работать практически над любой выбранной темой, и во время Второй мировой войны Ленгмюр занялся изучением обледенения крыльев самолетов. Эти исследования привели к серии полевых испытаний в районе горы Вашингтон в Нью-Гемпшире. Метеорологам-любителям гора была известна постоянными ветрами; до 1990-х гг. она держала мировой рекорд по скорости ветра: в 1934 г. здесь были зарегистрированы порывы ветра, достигавшие скорости 372 км/ч. Однако Ленгмюра больше интересовала странная влажность этих мест. Здесь часто возникали «переохлажденные туманы»: хотя столбик термометра опускался ниже 0 °C, вода не превращалась в лед. Что за «кот Шрендингера»³², почему не замерзает вода? Ленгмюру было любопытно, и он решил узнать, в чем тут дело.[39]