Однако за прошедшие десятилетия мечты об управлении погодой не увяли окончательно. В 1986 г. в СССР «осеменению» подвергали все облака, проплывавшие над Чернобылем, чтобы слить из них воду до того, как они подберутся к Москве и окропят радиоактивным дождем население столицы. Аналогичным образом, китайская метеорологическая служба уничтожала все облака над Пекином летом 2008 г., чтобы обеспечить безоблачное небо Олимпийским играм. Однако большинство метеорологов по-прежнему сомневаются в эффективности подобных мер. В частности, они категорически не верят в возможность ослабления ураганов и других сильных штормов. Принять эту жестокую истину трудно, поскольку это означает согласиться с нашей беззащитностью и беспомощностью перед силами природы. Мы оказались неспособны обмануть природу: атмосфера намного сильнее, чем нам казалось раньше.

Ирвинг Ленгмюр много и красноречиво говорил о необходимости контролировать природу, и ему поверили многие. Лично мне кажется, что глубочайшая истина, открывшаяся нам в результате многолетних попыток контролировать погоду, была сформулирована одним пилотом, участвовавшим в операции «Яростная буря». Через много лет после операции он сказал следующее: «Мы были разочарованы, осознав, что толком ничего не можем сделать. Но ведь ураганы были такими большими, а мы такими маленькими».

Надежды найти способы управлять погодой постепенно увядали, но метеорологи тешили себя мыслью, что они все лучше и лучше предсказывают погоду. Действительно, с появлением в середине XX в. первых компьютеров и метеорологических спутников оснований для оптимизма стало больше. С каждым днем и повсеместно прогнозы погоды становились все точнее. Но метеорологи не знали (и не могли знать), что те самые компьютеры, которые вселяли в них такую надежду, вскоре их предадут, доказав невозможность точных предсказаний погоды.

Впервые метеорологи начали использовать компьютеры в начале XX в., когда слово «компьютер» обозначало «счетовод с логарифмической линейкой, который целыми днями возится с числами» — иными словами, человек, который ведет расчеты. Идея применить компьютеры для предсказаний погоды принадлежит английскому математику Льюису Фраю Ричардсону, предложившему грандиозную схему метеорологического центра будущего. Центр должен был представлять собой гигантское помещение со сферическим куполом высотой в несколько десятков этажей, в котором плотными рядами сидели вычислители. Внутренняя поверхность купола должна была походить на глобус — с Арктикой наверху и Антарктикой внизу, а вычислители должны были целыми днями глядеть в списки чисел и производить расчеты. Для этих расчетов Ричардсон предлагал использовать семь уравнений, моделировавших состояние атмосферы, и каждый вычислитель должен был заниматься одним конкретным аспектом погоды в одной конкретной точке мира, скажем, флуктуациями влажности в Монголии. Периодически все эти расчеты по пневматическим трубкам поступали к контролеру, стоявшему на платформе в самом центре зала и составлявшему из этих данных общий прогноз погоды для всего мира.

По расчетам Ричардсона для осуществления прогнозов в реальном времени требовалось 64 000 вычислителей (представьте стадион Национальной футбольной лиги США, заполненный людьми, которые что-то постоянно подсчитывают и бормочут). Чтобы доказать осмысленность своей идеи, хотя бы в теории, в 1916 г. Ричардсон предпринял пилотный расчет. Он выполнил эту работу в самых неблагоприятных условиях — в качестве водителя санитарной машины во Франции в годы Первой мировой войны. Сорок пять членов его бригады целыми днями занимались тем, что вытаскивали из грязи измученных солдат и развозили по госпиталям, где они все равно умирали. В целом за время войны бригада перевезла 75 000 пациентов. Ричардсон делал метеорологические расчеты, чтобы не сойти с ума. Он раскладывал бумаги на стогу сена и работал, пока не впадал в ступор. Другие шоферы звали его Профессором.

Центр предсказаний погоды Льюиса Фрая Ричардсона был размером со стадион, а расчетами там занимались люди (вычислители)

Ричардсон выполнил свой расчет для 20 мая 1910 г. В тот день сотни метеорологов выпускали воздушные шары и запускали змеев, чтобы собрать данные о погоде на всей Земле. Поэтому у Ричардсона были совершенно точные данные о состоянии погоды в течение всего этого дня, что позволило ему проверить справедливость своих теоретических расчетов. (Кроме того, в тот день вернулась комета Галлея — короче говоря, это был хороший, беззаботный день науки и всеобщего братства, который из французских окопов казался невероятно далеким.) Однако рассчитать данные даже для одного дня оказалось неподъемной задачей, так что Ричардсон ограничился рассмотрением всего одной переменной из семи уравнений и попытался определить давление воздуха между четырьмя и десятью утра на небольшом участке территории Баварии. Эта работа длилась недели, если не месяцы, а однажды Ричардсону пришлось все начать заново, поскольку во время одной из битв в Шампани он потерял записную книжку (позднее кто-то нашел ее под грудой угля). Ну и что же все эти расчеты показали Профессору? Практически ничего. Мало того что его прогноз опоздал на шесть лет, но он и близко не совпадал с действительностью. Из расчетов выходило, что тем утром в Баварии наблюдалось резкое понижение атмосферного давления. Но в реальности ничего этого не было. Нужно отдать должное Ричардсону: он опубликовал полный отчет о своей неудаче в 1922 г.

Какими бы безуспешными ни казались попытки Ричардсона, следующее поколение метеорологов быстро забыло мораль этой истории и бросилось составлять собственные схемы прогнозов. В особое возбуждение они пришли с появлением цифровых компьютеров (настоящих электронных устройств!) в конце 1940-х гг. Не кто иной, как сам Джон фон Нейман, создатель первых электронных компьютеров, заявил, что ЭНИАК (электронный числовой интегратор и вычислитель) и другие подобные устройства идеально подходят для предсказаний погоды. Время пришло!

Одним из первых моделированием погоды занялся Эдвард Лоренц. В 1938 г. Лоренц получил научную степень по математике, но во время Второй мировой войны занимался прогнозированием погоды для американской армии и после войны решил посвятить себя метеорологии. В начале 1960-х гг. его приняли на работу в департамент метеорологии Массачусетского технологического института. Здесь он занялся изучением физических моделей атмосферы, в том числе с помощью так называемых экспериментов «в сосуде». Эти эксперименты заключались в том, что воду в тазу перемешивали с помощью карандаша. Через какое-то время в воде образовывались водовороты и завихрения — это явление называют турбулентностью*. Как ни странно, эксперименты «в сосуде» действительно объяснили кое-что о турбулентном движении погодных фронтов. Но Лоренц надеялся, что компьютеры позволят получить более сложные результаты.

Все знают, что первые вычислительные машины были невероятно громоздкими и медленными и что объем памяти современных кухонных приборов гораздо больше, чем у компьютеров, помогавших Нилу Армстронгу высадиться на Луну. Но мы редко вспоминаем о том, какими шумными и ненадежными были первые компьютеры. Лоренц работал на машине под названием Royal McBee LGP-30, которая грохотала, как целый завод, и ломалась не реже одного раза в неделю. Ее гигантский металлический корпус занимал почти всю лабораторию, а вакуумные трубки испускали чудовищный жар. Когда McBee работал, местный прогноз погоды всегда был один и тот же: жарко и влажно.

Лоренц хотел использовать McBee для предсказаний погоды во всем мире — примерно так же, как предлагал Ричардсон, но только на основании 12 уравнений вместо семи. Однако, в отличие от Ричардсона, Лоренц планировал использовать не реальные погодные данные, а некие вымышленные условия. В частности, он выдумал маленький мир, в котором по собственной воле мог изменять температуру, давление и скорость ветра. Затем он привел этот виртуальный мир в движение и наблюдал, как в нем изменяется погода. Для вас и для меня результаты этой симуляции были бы загадкой. Мы привыкли смотреть прогноз погоды по телевизору, где показывают карты с красными или синими пятнами и рябью облаков. Результаты Лоренца представляли собой распечатки таблиц с цифрами. Однако в уме он мог превратить эти цифры в дождь или яркое солнце — как музыкант, который видит на бумаге точки и палочки, а слышит симфонию.