Наше поколение собирает урожай, посеянный греческими атомистами.
Конечным результатом физических исследований явилось подтверждение их фундаментальной идеи о том,
что материальный мир, по существу, построен из одинаковых элементарных частиц,
взаимодействия которых и порождают разнообразие явлений.
Эти элементарные частицы называются нуклонами, потому что если собрать их вместе в тесной упаковке, то они образуют атомное ядро.
Химические атомы вопреки названию делимы и неидентичны для одного и того же элемента.
Это следствие того факта, что нуклон может быть либо электрически нейтральным — в этом случае он называется нейтроном,
— либо он может нести положительный элементарный заряд — в этом случае он называется протоном.
Химический атом состоит из ядра, которое представляет собой чрезвычайно плотный агломерат нейтронов и протонов
(следовательно, ядро заряжено положительно),
и занимающего относительно большой объём облака отрицательно заряженных электрических частиц (называемых электронами), окружающих ядро.
Атомы, имеющие одинаковое число протонов и поэтому то же число электронов в облаке,
химически и во многих отношениях физически неразличимы, даже если количество нейтронов в ядре различно.
Такие почти идентичные атомы, различающиеся только числом нейтронов, то есть по массе (весу), называются изотопами.
Легчайший элемент, водород, состоит главным образом из единственного изотопа — одного протона.
Следующий более тяжёлый элемент, гелий, состоит главным образом из изотопа, имеющего два протона и два нейтрона.
При слиянии ядер этих элементов высвобождается энергия — огромное количество её.
Процесс не происходит спонтанно, так как, для того чтобы свести четыре частицы вместе,
требуется затратить определённое количество энергии.
Положение напоминает ситуацию в плотине, ворота которой должны быть подняты до того, как вода начнёт вытекать из резервуара.
То же самое относится к последующим элементам таблицы Менделеева — они потенциально неустойчивы и соединились бы,
если бы не было барьеров, к счастью очень крепких, чтобы не допустить этого.
Так обстоит дело для всех элементов вплоть до середины системы Менделеева;
начиная отсюда, положение меняется на обратное — каждое ядро имеет тенденцию к расщеплению,
что предотвращается только благодаря наличию потенциального барьера.
У самого тяжёлого элемента, найденного в природе, урана, самый слабый барьер,
и именно он был впервые искусственно сломан в экспериментах Гана и его сотрудника Штрассмана в 1938 году.
Путь от этих тонких лабораторных экспериментов к первому урановому реактору («котлу»), который был построен Энрико Ферми в 1942 году,
был долгим и потребовал колоссальной изобретательности, смелости, мастерства, организационных усилий и денег.
Решающим событием было открытие того факта, что деление урановых ядер, вызванный столкновением с нейтронами,
сопровождается эмиссией нескольких нейтронов и что этот процесс можно направить так,
чтобы возникла лавина новых делений, короче — чтобы реакция была самоподдерживающейся.
Обратный процесс, слияние лёгких ядер в более тяжёлые (например, превращение водорода в гелий),
является источником энергии Солнца и всех звёзд.
В их центральных частях температура и давление столь велики,
что соединение четырёх нуклонов становится возможным благодаря ступенчатой реакции.
Тот же самый процесс слияния ядер осуществлён в земных условиях путём применения урановой бомбы в качестве детонатора.
Именно поэтому мы располагаем водородной бомбой.