Среди задач, которые мне приходилось решать в Лос-Аламосе, встречались довольно интересные. Одна из них была связана с безопасностью работ, производившихся в Ок-Ридже, штат Теннесси. Назначение Лос-Аламоса состояло в создании бомбы, а в Ок-Ридже велись работы по разделению изотопов урана - урана-238 и урана-235, пригодных для создания взрывного устройства. В Ок-Ридже только еще начинали получать, на экспериментальной установке, бесконечно малые количества урана-235, одновременно изучая химию этого процесса. Там собирались построить большой завод с целыми цистернами исходного, уже прошедшего первую стадию очистки вещества, которое следовало очищать еще раз, и еще. (Очистка производилась в несколько этапов.) То есть, с одной стороны, они набирались практического опыта, а с другой, получали - на своей экспериментальной установке - небольшие количества урана-235. Ну и одновременно пытались разработать методы анализа того, что получалось, методы, позволяющие выяснить, сколько урана-235 у них уже имеется. Мы, разумеется, посылали туда всякого рода инструкции, однако они никогда толком не исполнялись.
В конце концов Эмилио Сегре решил, что добиться правильного хода этих работ можно только одним способом, - он должен поехать Ок-Ридж и посмотреть, что там делается. Однако военные сказали ему: "Нет, вся информация по Лос-Аламосу должна храниться в одном месте, такова наша политика".
Люди, работавшие в Ок-Ридже, вообще ничего не знали о том, как будет использовано то, что они пытаются получить, они знали только свою задачу. Даже их руководству было известно лишь одно: необходимо научиться разделять изотопы урана, а насколько мощной получится бомба, что она будет собой представлять, ничего этого оно не ведало. Армейское начальство желало такое положение сохранить. Никакого обмена информацией, и точка. Однако Сегре упорно внушал ему, что, если не обучить работающих в Ок-Ридже людей правильным методам анализа, вся наша затея пойдет прахом. В конечном счете, ему разрешили съездить туда, посмотреть что там делается, и едва ли не первым, что он увидел в Ок-Ридже, были люди, катившие на тележке здоровенную оплетенную бутыль с водой - зеленой водой, раствором нитрата урана.
- Эх, ничего себе, - говорит он, - вы что же, и с очищенным веществом собираетесь так обращаться?
- Конечно, - отвечают они, - а что?
- А не боитесь, что оно взорвется?
Ха! Взорвется?
Впоследствии армейское начальство говорило ему: "Вот видите! Не надо было давать им никакой информации! Теперь все они перепугались".
Вскоре выяснилось, что начальство это определило, какое количество урана необходимо для создания бомбы - двадцать килограммов или что-то около того, - и решило, что такое количество этого вещества, очищенного, никогда на заводе в Ок-Ридже, не скопится, а стало быть, и опасности никакой нет. Чего оно не знало, так это того, что нейтроны, когда они замедляются в воде, натыкаются на ядра урана значительно чаще, и это еще слабо сказано. Всего лишь одной десятой - да нет, сотой части - названного количества урана, растворенного в воде, достаточно, чтобы вызвать реакцию, порождающую радиоактивное излучение. А излучение это попросту убивает находящихся поблизости людей - и так далее. Все это было очень опасно, а решительно никакие меры предосторожности не принимались.
И Оппенгеймер послал Сегре телеграмму: "Осмотрите весь завод. Выясните все места, в которых возможна, в соответствии с запроектированными процессами, концентрация вещества. Тем временем мы проведем расчеты его количеств, которые можно собирать в одном месте без возникновения опасности взрыва".
Расчеты эти проводились двумя группами. Группа Кристи занималась водными растворами, а моя - хранимым в ящиках сухим порошком. Мы вычислили количества урана, которое можно накапливать, не создавая опасности взрыва. Кристи должен был отправиться в Ок-Ридж и разъяснить работавшим там людям ситуацию, поскольку работа их была приостановлена и рассказать им о полученных нами данных было просто необходимо. Я с радостью отдал Кристи результаты наших расчетов, сказав: теперь все материалы в ваших руках, поезжайте. Однако у Кристи началось воспаление легких, и ехать пришлось мне.
До того я никогда на самолетах не летал. Все наши секретные материалы уложили в небольшой пакет, который закрепили на моей спине! В то время самолеты сильно походили на автобусы, только расстояние от станции до станции было гораздо больше. И на каждой станции приходилось подолгу ждать.
Какой-то господин, стоявший рядом со мной, поигрывая цепочкой, сказал примерно следующее:
- Теперь без допуска особо не полетаешь.
Я не удержался и ответил:
- Чего не знаю, того не знаю. У меня-то допуск имеется.
Он помолчал немного, а потом говорит:
- Вон генералы какие-то идут. Наверняка улетят раньше нас, бедолаг с допуском третьей степени.
- Меня это не пугает, - говорю я, - у меня второй допуск.
Полагаю, он потом написал своему конгрессмену, - если, конечно, не был конгрессменом сам: "О чем они только думают, выдавая в разгар войны допуска второй степени сущим мальчишкам?"
Так или иначе, до Ок-Риджа я добрался. Первым делом я попросил показать мне завод, и досконально все осмотрел, ничего пока не говоря… Оказалось, что положение там было еще и похуже описанного Сегре, - он обнаружил в одном из помещений множество ящиков с ураном, но не заметил такого же множества в другом помещении, расположенном через стенку от первого, и подобных упущений насчитывалось немало. А если большие количества этого вещества хранятся в такой близи друг от друга, оно, знаете ли, может и взорваться.
В общем, обошел я весь завод. Память у меня так себе, однако кратковременная работает в напряженных ситуациях как часы и я оказываюсь способным запоминать бог весть что: ну, скажем, строение 90–207, бутыль номер такой-то - и прочее в этом роде.
В тот вечер я пришел в отведенную мне комнату, перебрал в памяти то, что увидел, растолковал сам себе, где находятся все опасные точки и что нужно сделать, чтобы опасность устранить. Последнее, собственно говоря, не так уж и сложно. Нейтроны, находящиеся в воде, легко поглощаются содержащими кадмий растворами, а ящики с порошком нужно просто расставлять на некотором расстоянии один от другого, следуя определенным правилам.
На следующий день было назначено совещание с участием множества людей. Да, забыл рассказать, перед моим отъездом из Лос-Аламоса Оппенгеймер сказал мне:
- Значит так, в Ок-Ридже есть люди, обладающие большими инженерными способностями: мистер Джулиан Уэбб, мистер Такой-то, ну, и еще кое-кто. Необходимо, чтобы они выслушали вас, чтобы вы объяснили им, какими должны быть меры безопасности, и чтобы они действительно все это поняли.
Я спросил:
- А если они не придут на совещание? Что мне тогда делать?
И Оппенгеймер ответил:
- Тогда вам следует сказать: "Лос-Аламос не может взять на себя ответственность за безопасность завода в Ок-Ридже, если вы не…!"
Я сказал:
- Вы хотите, чтобы я, совсем молодой человек по имени Ричард, приехал туда и заявил что?…
А Оппенгеймер в ответ:
- Да, молодой человек по имени Ричард, поезжайте и заявите.
Быстро же шел я в гору!
И будьте уверены, когда я там появился, все нужные мне люди были на месте - и руководство компании, и технический персонал, и генералы, в общем все, кого затрагивала эта и вправду серьезная проблема. И хорошо, потому что без должного внимания к ней завод мог просто взорваться.
При обходе завода меня сопровождал лейтенант Цумвальт. Он сообщил мне, что полковник просил не рассказывать о том, что происходит при столкновениях нейтронов с ядрами, и вообще не вдаваться в подробности - каждому следует знать только свою часть работы, - а я должен просто объяснить, что необходимо сделать для сохранения безопасности.
Я ответил:
- По моему мнению, никто не станет исполнять целую кучу правил, не понимая, на чем они основаны. По моему мнению, если я не расскажу вашим людям все, ничего путного не выйдет, а Лос-Аламос не может взять на себя ответственность за безопасность завода в Ок-Ридже, если вы не будете полностью информированы о положении дел!
И это сработало, да еще как! Лейтенант отводит меня к полковнику и повторяет мои слова. Полковник говорит: "Дайте мне пять минут", отходит к окну и обдумывает ситуацию. Вот что военные действительно умеют делать - принимать решения. Просто замечательно, думал я, человеку необходимо решить, следует ли распространять по Ок-Риджу сведения о том, как устроена бомба, и он действительно может решить это за пять минут. Нет, я отношусь к военным с огромным уважением, потому что сам никаких важных решений принимать попросту неспособен, сколько ни дай мне на это времени.
Через пять минут полковник произнес:
- Хорошо, мистер Фейнман, действуйте.
И я рассказал собравшимся на совещание людям, как ведут себя нейтроны, та-та-та тра-та-та, у вас здесь слишком высокая плотность нейтронов, необходимо держать небольшие количества радиоактивного вещества отдельно одно от другого, кадмий поглощает нейтроны, медленные нейтроны эффективнее быстрых и так далее, и тому подобное, - в Лос-Аламосе все это считалось элементарным, а здесь говорилось впервые, так что я выглядел бог весть каким гением.
В итоге было решено создать небольшие группы, которые провели бы собственные расчеты и установили, что необходимо сделать. Началась реконструкция завода, в ней принимали участие и архитекторы, и проектировщики-строители, и инженеры, и химики, которым предстояло работать на новом предприятии с раздельной обработкой вещества.
Меня попросили вернуться туда через несколько месяцев и, когда проектирование завершилось, я приехал, чтобы ознакомиться с новым заводом.
Вам известно, как осматривать завод, который еще не построен? Мне нет. Лейтенант Цумвольт, постоянно находившийся рядом со мной, поскольку в одиночку мне никуда ходить не дозволялось, отвел меня в комнату, где находились двое инженеров и стоял длиннющий стол, на котором лежали чертежи, изображавшие различные этажи будущего завода.
В школе я черчением занимался, однако читать чертежи толком не умел. Между тем, инженеры развернули их и пустились в объяснения, все еще продолжая считать меня гением. Ну так вот, одна из мер предосторожности, учтенная при проектировании нового завода, состояла в том, чтобы избегать накопления в одном месте больших количеств радиоактивного вещества. К примеру, если во время работы испарителя откажет вентиль или еще что-нибудь в этом роде, вещества может скопиться столько, что произойдет взрыв. Инженеры и объясняли мне, что завод спроектирован таким образом, чтобы при отказе одного вентиля ничего подобного не случилось. Для каждого вентиля был предусмотрен резервный.
Потом они начали объяснять как что работает. Четырёххлористый углерод поступает сюда, нитрат урана переносится отсюда туда, тут идет вниз, там вверх, а вон там перемещается этажом выше, проходит через эти трубы, потом на второй этаж, бу-бу-бу-бу, - и так чертеж за чертежом. Говорили они очень быстро, растолковывая мне организацию весьма и весьма сложного химического производства.
Голова моя идет кругом. Хуже того, я не понимаю обозначений, которые использованы в чертежах! Вот, скажем, один из символов, поначалу принятый мной за окно - квадрат с крестиком внутри, и такие квадраты, черт бы их побрал, во множестве разбросаны по всем чертежам. Я решил, что это окно, ан нет, не окно, поскольку квадрат далеко не всегда находится на стене. Надо бы спросить у инженеров, что это такое.
В подобное положение попадаешь, не задав нужного вопроса с самого начала. Спросил бы сразу и все было бы в порядке. А теперь уже поздно, они вон сколько всего наговорить успели. Ты слишком долго колебался. Спросишь сейчас, что это такое, и услышишь в ответ: "Зачем же ты впустую потратил столько нашего времени?".
И что прикажете делать? Впрочем, у меня возникла идея. Может, это вентиль? Я ткнул пальцем в квадрат с крестиком, расположенный в самой середке чертежа номер три, и спросил: "Что происходит при отказе этого вентиля?", - полагая, что услышу в ответ: "Это не вентиль, сэр, это окно".
Однако один из них бросает взгляд на другого и произносит: "Ну, если откажет этот вентиль …" - и принимается обшаривать взглядом чертеж, шарит и шарит, к этому занятию подключается второй инженер, потом они некоторое время смотрят друг на друга, а потом поворачиваются ко мне, - рты у обоих приоткрыты, как у испуганной рыбы, - и наконец, говорят:
- Вы абсолютно правы, сэр.
В общем, сворачивают они чертежи и уходят, и мы тоже уходим. По дороге сопровождавший меня повсюду мистер Цумвольт говорит:
- Вы гений. Я понял это, еще когда вы после одного-единственного обхода здания на следующее утро указали на непорядок с испарителем С-21 в строении 90–207, однако сегодня вы проделали нечто настолько фантастическое, что я просто не могу не спросить у вас: ну как, как вы это делаете?
И я отвечаю: попробуйте-ка сами выяснить, вентиль перед вами или не вентиль.
Еще одна проблема, с которой мне пришлось повозиться, выглядела так. Мы выполняли множество вычислений, используя для этого счетные машинки "Маршан". Кстати, чтобы дать вам представление о том, на что походил Лос-Аламос: в нашем распоряжении были эти самые машинки - обычные портативные калькуляторы с клавишами. Ты нажимаешь на клавиши, и калькуляторы умножают числа, делят их, складывают и тому подобное, но далеко не с такой легкостью, с какой это делается теперь. Это были устройства механические, они часто ломались, приходилось возвращать их производителю на предмет ремонта. И довольно быстро мы оставались вообще без калькуляторов. Некоторые из нас начали вскрывать их (чего делать не полагалось, поскольку в правилах значилось: "Если вы снимаете крышку калькулятора, мы не можем отвечать за…"). Ну так вот, мы вскрывали калькуляторы и понемногу учились чинить их, осваивая это дело все лучше и лучше, поскольку ремонт нам приходилось производить все более и более сложный. Разумеется, временами он оказывался нам не по зубам и мы отправляли калькуляторы обратно на фабрику, однако с простым ремонтом справлялись сами, и это позволяло не задерживать вычисления. Кончилось тем, что все эти калькуляторы чинил я, а еще один парень из наших мастерских занимался ремонтом пишущих машинок.
Так или иначе, мы пришли к выводу, что большая задача - попытка точно определить, что происходит при взрыве бомбы, сколько высвобождается энергии и так далее, - требует и бóльших вычислительных мощностей. И один из нас, умный малый по имени Стенли Френкель, сообразил, что эти расчеты, возможно, удастся выполнить на счетных машинах компании IBM. IBM выпускала тогда счетные машины для деловых приложений - суммирующие устройства, называвшиеся табуляторами и позволявшие составлять таблицы суммарных данных, плюс умножители, работавшие на перфокартах - такая машина считывала с перфокарты два числа и перемножала их. Существовали также устройства для сопоставления чисел, их сортировки и тому подобного.
Так вот, Френкель разработал остроумную программу. Если мы разместим в одной комнате достаточное число таких машин, то сможем обрабатывать перфокарты циклически. Всякий, кто занимается сейчас числовыми расчетами, легко поймет, о чем я говорю, однако для того времени создание чего-то вроде поточной линии счетных машинок было большой новостью. Обычно мы продвигались вперед шаг за шагом, производя все расчеты самостоятельно. А тут получалась совсем другая схема - ты используешь сначала сумматор, потом умножитель, потом опять сумматор и так далее. В общем, Френкель разработал такую систему, заказал машины в IBM, и мы получили удобный метод решения наших задач.
Для поддержания этих машин в рабочем состоянии нам требовался ремонтник. У военных таковой имелся, и они раз за разом присылали его к нам, однако он вечно появлялся с опозданием. А мы постоянно работали в большой спешке, старались сделать все как можно быстрее. В данном случае, мы разработали программу вычислений - перемножаем такие-то числа, потом выполняем такую-то операцию, потом вычитаем то-то из того-то. Программу-то мы разработали, а вот машин для ее тестирования у нас все еще не было. Мы выделили помещение под "вычислительный зал", посадили туда многое множество девушек. У каждой имелся свой "Маршан" - у той умножитель, у этой сумматор. Одна из девушек возводила числа в третью степень - вся ее работа сводилась в тому, чтобы получить куб числа и передать результат другой девушке.
Мы повторяли этот цикл несколько раз, пока не отладили программу. И обнаружили, что по сравнению с прежней методой, при которой все расчеты выполнял один человек, скорость их возросла черт знает в какое число раз. Она оказалась примерно равной той, что прогнозировалась для машин IBM. Вся-то и разница была в том, что машины IBM не уставали и могли работать в три смены. А наши девушки спустя какое-то время все-таки выдыхались.
В общем, программу мы отладили, а тут поступили и заказанные машины - машины, но не ремонтник. Это были самые сложные машины того времени и поставлялись они частично разобранными - со множеством проводов и чертежей. Ну и мы - Стен Френкель, я и еще один наш сотрудник, - взялись собирать их самостоятельно, что было сопряженным с немалыми сложностями. Главная из них состояла в том, что к нам то и дело заявлялся кто-то из больших начальников и говорил: "Вы непременно что-нибудь сломаете!".
Так или иначе, машины мы собрали и оказалось, что одни из них работают, а другие нет - из-за ошибок при сборке. В конце концов, возясь с одним из не заработавших умножителей, я обнаружил, что одна из его деталей погнута, однако разгибать ее не решился - вдруг сломается. Нам же все время твердили, что мы можем испортить машину непоправимым образом. Когда ремонтник, наконец, приехал, он исправил допущенные нами ошибки и все машины заработали. Кроме того самого умножителя. Ремонтник провозился с ним целых три дня.
Я пришел к нему и сказал:
- Знаете, я заметил вот тут погнутую деталь.
А он:
- Ну конечно! Так вот оно что! Деталь погнута! Всего-то и дел!
Что же касается мистера Френкеля, который все это затеял, то он заразился болезнью, известной сейчас каждому, кто работает на компьютере. Очень серьезная болезнь, здорово мешающая работе. Недостаток компьютеров состоит в том, что с ними можно играть. Чудесные же машины. У них столько всяких кнопок, переключателей - с четным числом ты делаешь то, с нечетным это, - и кончается все тем, что ты начинаешь делать с помощью компьютера вещи все более сложные, если, конечно, у тебе для этого хватает ума.
И спустя некоторое время вся наша система засбоила. Френкелю ни до чего не было дела, он перестал руководить кем бы то ни было. Работа шла очень, очень медленно, а он сидел в машинном зале, пытаясь придумать, как можно заставить один-единственный табулятор автоматически рассчитывать и распечатывать арктангенс Х, - и придумал - табулятор распечатывал колонки цифр, а затем - трах-бах - автоматически выполнял интегрирование, рассчитывал арктангенсы, печатал их таблицы и все за одну операцию.