Пока другие немцы били стекла в еврейских магазинах и синагогах, двое немецких ученых, Отто Хан и Фриц Штрассман, пытались расщепить атомы в берлинском Химическом институте кайзера Вильгельма. Через месяц после Хрустальной ночи им это удалось: они расщепили уран на два других элемента и выделили удивительную энергию в двести миллионов электрон-вольт. В первую неделю года, который принесёт войну, они опубликовали свои результаты в журнале Die Naturwissenschaften. В научном лексиконе появилось новое слово: деление. Новость об эксперименте Хана-Штрассмана пронеслась по международному физическому сообществу как молния. В течение года ученые из нескольких стран опубликовали более ста работ по делению. Базовое понимание того, что потребуется для создания атомного оружия, быстро и широко распространилось. В своём кабинете с видом на залив Сан-Франциско в Калифорнийском университете в Беркли физик Роберт Оппенгеймер уже через неделю после получения информации о результатах работы Хана-Штрассмана набрасывал на доске грубую схему бомбы. В Германии молодой физик в апреле описал военному министерству «новейшее развитие в ядерной физике, которое… вероятно, позволит создать взрывчатку на много порядков мощнее обычной… Та страна, которая первой воспользуется ею, получит непревзойденное преимущество перед остальными». На секретной конференции в Берлине 29 апреля 1939 года было решено продолжить исследования возможного ядерного оружия. Военное министерство взяло под контроль Институт кайзера Вильгельма. Немецкие агенты поспешили на завод синтетического аммиака в Верморке (Норвегия), чтобы купить его крошечные, но ценные запасы оксида дейтерия («тяжелой воды»), побочного продукта производства аммиака и одного из немногих известных замедлителей нейтронов, которые могли бы сделать возможной цепную реакцию. Весь экспорт урана из шахт Иоахимсталя в контролируемой нацистами Чехословакии, одного из немногих в мире источников нового драгоценного металла, был запрещен. Правительства других стран тоже зашевелились. Летом 1940 года в Великобритании начались исследования в области ядерного оружия. ВВС японской императорской армии санкционировали проект создания атомной бомбы в апреле 1941 года. Годом позже Сталин запустил российскую исследовательскую программу.[1055]

Как ни странно, именно беженцы предупредили американское правительство об угрозе ядерного оружия. Первым попытался сделать это Ферми. 17 марта 1939 года он отправился в Министерство военно-морского флота, чтобы проинформировать офицеров из армейского Бюро вооружений и Военно-морской исследовательской лаборатории о последних достижениях в области атомной физики. С собой у него было рекомендательное письмо от коллеги из Колумбийского университета, который отметил «возможность использования урана в качестве взрывчатки… Моё собственное мнение, — добавил коллега, — что вероятность этого невелика». Принятый с таким скептицизмом, Ферми натолкнулся на стену невежества и сомнений в здании ВМФ. «За дверью какой-то ботан», — услышал Ферми слова секретарши, объявившей о нём, грубо предвещая озадаченное безразличие офицеров, к которым он обратился. Через несколько месяцев ученые-беженцы повторили попытку. Сцилард, Вигнер и Теллер — так называемый Венгерский заговор — посетили Эйнштейна в его доме отдыха на Лонг-Айленде летом 1939 года. Вместе они составили письмо на подпись Эйнштейну. Александр Сакс, экономист, имевший доступ в Белый дом, согласился передать послание Эйнштейна Франклину Рузвельту.

11 октября Сакс наконец-то добился встречи с президентом. Напомнив Рузвельту, что Наполеон упустил шанс использовать величайшее технологическое чудо своего времени, когда по глупости отверг предложение молодого Роберта Фултона построить пароходный флот, Сакс передал письмо Эйнштейна и принялся объяснять военные возможности ядерной энергии. Эйнштейн завершил своё обращение к президенту предупреждением о том, что Рейх прекратил продажу урана из чешских шахт — верный признак того, что немцы уже работают над созданием ядерного оружия. Президент быстро уловил суть. «Алекс, — сказал он, — вы хотите, чтобы нацисты не взорвали нас». Президент вызвал помощника. «Это требует действий», — сказал он. Так родился Консультативный комитет по урану, который впервые собрался в Бюро стандартов 21 октября, чтобы изучить американскую программу создания ядерного оружия. Комитет продолжал периодически собираться в течение более чем двух лет, но научная новизна ядерной физики и сложные инженерные задачи, связанные с изготовлением бомбы, не позволяли выработать твёрдые рекомендации.[1056]

Научные принципы, указывающие на конечную перспективность ядерного оружия, были достаточно ясны. Гораздо менее ясной была техническая возможность создания оружия, способного своевременно принести пользу. Три вопроса затмевали все остальные. Как собрать достаточное количество радиоактивного материала? Какое количество такого материала может составить критическую массу, способную поддержать цепную реакцию? И как собрать материал достаточно быстро, чтобы он взорвался, а не просто сгорел, как куча пороха?

В результате почти маниакального увлечения ядерными исследованиями в 1939 году было установлено, что энергия, высвобожденная Ганом и Штрассманом, была получена из относительно редкого изотопа U²³⁵, который встречается в природном уране, U²³⁸, в соотношении одна часть к 140. Плутоний, искусственный радиоактивный элемент, впервые созданный из урана в экспериментах в Беркли в 1940 году, вскоре стал вторым возможным источником энергии. Но выделение достаточного количества U²³⁵ или изготовление достаточного количества плутония для создания оружия показалось многим ученым практически невозможным. «Чтобы сделать бомбу, потребовались бы все усилия страны», — говорил выдающийся датский физик Нильс Бор. «Этого никогда не удастся сделать, если только не превратить Соединенные Штаты в одну огромную фабрику».[1057] Более того, ранние оценки критической массы, необходимой для поддержания цепной ядерной реакции, достигали многих тонн — слишком большой и громоздкий радиоактивный комок для практического оружия доставки, за исключением возможного, но крайне неправдоподобного устройства, которое можно было бы пронести во вражеский порт на борту корабля.

Урановый комитет Рузвельта разделял эти сомнения. Расходы на разделение изотопов и неуверенность в том, что управляемая цепная реакция вообще возможна, казались непреодолимыми препятствиями. Оценивая эти трудности, комитет легко пришёл к мысли, что был гораздо больше заинтересован в том, чтобы доказать, что никто, в частности немцы, не сможет создать бомбу, чем в том, чтобы обязать Соединенные Штаты принять участие в программе по созданию бомбы. «Этот урановый бизнес — сплошная головная боль!» — писал Ванневар Буш, директор Управления научных исследований и разработок, в середине 1941 года. Буш, инженер, получивший образование в Гарварде и Массачусетском технологическом институте, пользовался репутацией новатора. Он был пионером в зарождающейся области электронных вычислений и помог создать стотонную аналоговую вычислительную машину, способную решать дифференциальные уравнения с восемнадцатью переменными. В 1939 году, когда немецкие ученые достигли расщепления ядерного топлива, Буш, возглавлявший в то время вашингтонский Институт Карнеги, добился создания Национального совета оборонных исследований (NDRC), в который вошли ученые, готовые использовать свой опыт в военных целях. В мае 1941 года администрация Рузвельта включила NDRC в состав вновь созданного Управления научных исследований и разработок (OSRD), главой которого назначила Буша. Под его руководством правительство начало выводить исследования в области вооружений из государственных арсеналов в корпорации и, что особенно важно, в университеты. OSRD создал прочные отношения между финансируемыми правительством научными исследованиями и американским высшим образованием, которые были институционализированы после войны с созданием Национального научного фонда в 1950 году.