En 1942, se construyó el Chicago Pile-1 bajo la dirección de Enrico Fermi. Estaba compuesto por 45 000 bloques de grafito con un peso de 330 toneladas, 4,9 toneladas de uranio metálico y 41 toneladas de dióxido de uranio, colocados debajo de las gradas de la cancha de squash Stagg Field de la Universidad de Chicago. Dependiendo de cómo se definan los términos, se podría considerar el primer reactor nuclear; no estaba previsto para producir energía para uso industrial, pero fue el primero en lograr una reacción crítica sostenida.

Según los estándares modernos, se hicieron concesiones en materia de seguridad. Por ejemplo, la parte en la que se construyó debajo de las gradas de un estadio en una universidad dentro de una gran ciudad.

El general Groves, director general del Proyecto Manhattan, había intentado que el experimento se llevara a cabo cerca de Chicago, en lugar de directamente en la ciudad, y había ordenado la construcción de un edificio para ese propósito, pero la obra se había retrasado. Arthur Compton, profesor de Física de la Universidad de Chicago y Premio Nobel que acogió el CP-1, había evitado pedir permiso al rector de la universidad porque, como explicó Compton más tarde, el rector se habría visto obligado a negarse, y esa habría sido la respuesta equivocada.

La tarea de apilar los ladrillos la realizaron jóvenes que habían abandonado el bachillerato para ganar algo de dinero extra mientras esperaban el reclutamiento militar.

El uranio estaba en un cubo de goma de siete metros, en lugar de en una vasija de reactor metálica. Por supuesto, no había ningún gigantesco edificio de contención de hormigón.

Al enterarse más tarde de estos hechos, se dice que James Conant, presidente del Comité de Investigación para la Defensa Nacional, palideció. Incluso para la década de 1940, esto no se consideraba un comportamiento científico totalmente normal.

Si leyeras todo esto en un libro de historia sin saber hacia dónde se dirige, esperarías leer el preludio de un gran fallo de seguridad. Faltan muchas de las cosas que la cultura de 2025 considera medidas de seguridad estándar. ¿Dónde están los inspectores y los portapapeles? ¿Los enormes y pesados manuales de normativas? ¿Los comités que debaten todo seriamente? ¿Las evaluaciones de impacto? ¿Las regulaciones que dicen que solo a las personas muy acreditadas se les permite apilar los ladrillos de uranio? ¿Dónde está el papeleo?

Pero la pila de ladrillos de uranio y grafito no sufrió una fusión.

Y es que Fermi sabía lo que hacía; había predicho las reglas de antemano.

Fermi no se limitaba a apilar misteriosos ladrillos que generaban más calor cuando se acercaban entre sí. Sabía que algunos átomos de uranio se desintegrarían y se fisionarían espontáneamente. Sabía que, cuando esto ocurriera, la fisión generaría neutrones. Sabía que esos neutrones a veces impactarían contra otros átomos de uranio y que esto a veces desencadenaría otra fisión.

Fermi lo entendió de antemano; no tuvo que descubrir por las malas que se trataba de un proceso exponencial. No en el sentido en que los medios de comunicación actuales utilizan en exceso la palabra «exponencial» para referirse simplemente a «grande» o «rápido», sino a un proceso cuya tasa de aumento es proporcional a su nivel actual: la exponenciación matemática.

Fermi sabía que al apilar más ladrillos de uranio y grafito, estaba aumentando el factor de multiplicación de un proceso exponencial. Como se explica en el libro, hay una gran diferencia entre un factor de multiplicación de neutrones inferior al 100 % y uno superior al 100 %.^* Por debajo del 100 %, solo tienes una pila de ladrillos calientes. Pero por encima del 100 %, el nivel de radiactividad de la pila aumenta. Y aumenta. Y aumenta.

No se comporta como todas las pilas de ladrillos de uranio más pequeñas que hayas probado anteriormente. Si no entendías lo que estabas haciendo lo suficientemente bien como para submoderar el reactor (de modo que la reacción en cadena se ralentizara si el reactor comenzaba a sobrecalentarse), entonces el reactor no se habría estabilizado como lo hicieron las pilas más pequeñas. Si lo dejabas funcionar durante toda la noche, al día siguiente no obtendrías un nuevo nivel de energía útil desde el punto de vista industrial.

La pila se volvería cada vez más radiactiva hasta que el grafito se incendiara o el uranio se fundiera.

Entonces llegarían los bomberos y se encontrarían con un incendio desconcertante que no dejaría de desprender calor cuando le echaran agua.

1942 no habría sido un gran año para asistir a la Universidad de Chicago.

Pero Fermi ya sabía todo eso, así que no había problema. Cuando Fermi ordenó que se sacara una barra de control (una tabla de madera con una lámina de cadmio clavada) doce pulgadas más el 2 de diciembre de 1942, anunció que esto haría que los niveles de radiactividad medidos «subieran y siguieran subiendo, sin estabilizarse».

Entonces, la radiactividad se duplicó en los dos minutos siguientes, y volvió a duplicarse, hasta que dejaron que la reacción continuara, duplicándose cada dos minutos durante un total de veintiocho minutos, lo que supuso un aumento de unas 16 000 veces.

Un aumento de 16 000 veces en la radiactividad era el comportamiento esperado de la pila, predicho correctamente y comprendido a detalle de antemano. No fue un imprevisto, con el que se topó alguien a quien se le ordenó apilar diez veces más ladrillos de uranio que la última vez para ver si ocurría algo interesante y rentable.

Como se explica en el libro, hay un margen muy estrecho entre un reactor nuclear y una explosión nuclear. Un margen de poco más 0,5 %, para ser exactos. Esa es la diferencia entre un reactor que genera una cantidad de energía de utilidad industrial y uno que explota.

Es decir: hay que hacer que la reacción nuclear sea cada vez más potente, antes de que siquiera empiece a funcionar. Y entonces, un instante después de alcanzar esa potencia, si se vuelve un pelo más potente —apenas un 0,65 % más—, explota.

Ese es el tipo de problema que la realidad puede plantearte. Sucede.

Pero Fermi y Szilard y su equipo habían predicho todas estas reglas antes de descubrirlo por las malas. Sabían sobre los neutrones retardados y los neutrones inmediatos. (Véase el capítulo 10 para más información sobre esta parte de la historia). Así que, una vez que Fermi consiguió que el factor de multiplicación de neutrones alcanzara el 100,06 %, no ordenó que se sacara más la barra de control para ver qué pasaba con una pila aún más potente. Solo llegó hasta la criticidad, sin avanzar un 0,65 % más hasta la criticidad inmediata. Fermi obtuvo el resultado que había predicho y sabía lo que pasaría si iba más allá. Por eso no siguió adelante.

Veintiocho minutos más tarde, con la radiactividad duplicándose cada dos minutos hasta multiplicarse por 16 000, Fermi apagó el primer reactor nuclear del mundo: una pila de ladrillos de uranio bajo las gradas de un estadio universitario en una gran ciudad.

Para ser claros, no afirmaríamos que Fermi actuara de forma completamente responsable solo por tener un modelo aparentemente coherente de la física de reactores de baja energía. Fermi podría haberse equivocado. La humanidad se ha topado con algunas sorpresas en el transcurso de la ingeniería nuclear.

La prueba Castle Bravo de la primera arma termonuclear tuvo un rendimiento tres veces superior al previsto porque contenía una mezcla de litio-6 y litio-7 como combustible nuclear para una reacción de fusión. Quienes fabricaron el arma conocían algunos productos nucleares potentes derivados de la fusión del litio-6, pero ninguno de la fusión del litio-7, y resultó que este último no era realmente inerte.

Fermi, al llevar a cabo su reacción a baja intensidad y no a un nivel que generara niveles de energía industrialmente útiles, evitó muchas complicaciones que aparecen en los reactores nucleares lo suficientemente potentes como para ser rentables. Si hubiera habido algo que incrementara el factor de neutrones dependiente de la velocidad de reacción que Fermi no hubiera previsto —cualquier fenómeno previamente desconocido, del tipo que apareció en la prueba Castle Bravo—, cualquier sorpresa que se manifestara una vez que el flujo de neutrones aumentara en un factor de 16 000 y elevara el factor de multiplicación de 1,0006 a 1,02 más rápido que el tiempo de reacción de un ser humano para verter cadmio de emergencia, entonces hoy Estados Unidos tendría una Zona de Exclusión de Chicago.

Aun así, no estamos diciendo que Fermi se equivocara necesariamente al realizar ese experimento. No era el tipo de experimento que pudiera haber destruido la especie humana. Podría decirse que valía la pena arriesgar una zona de exclusión en Chicago como resultado no predeterminado de encontrar un nuevo fenómeno oculto que alterara una comprensión que se esperaba precisa. En realidad, la Alemania nazi no estaría cerca de obtener armas nucleares en 1945, pero en 1942 nadie sabía que eso sería así. Las predicciones de ese tipo son difíciles de hacer. Apilar los ladrillos de uranio fuera de una gran ciudad habría sido un inconveniente, y los inconvenientes tienen costos reales en la guerra.

Nuestro objetivo al relatar este acontecimiento no es emitir un juicio moral en un sentido u otro. Para empezar, tendríamos que dedicar más tiempo a examinar los detalles históricos de lo ocurrido para comprender las opciones precisas con las que contaban esas personas y si dejaron pasar alguna opción mejor.

La lección que extraemos tiene más que ver con la diferencia entre la «seguridad» estereotípica y lo que de verdad hace falta para que la realidad no acabe contigo.

El Chicago Pile-1 carecía por completo de las medidas de seguridad estereotípicas, visibles y ostentosas que los burócratas saben exigir. El desastre se evitó gracias a la comprensión, no al teatro de la seguridad. La comprensión de Fermi resultó ser suficiente; podría no haberlo sido, pero en realidad lo fue. Y ese nivel de comprensión era lo que exigía la realidad, no cualquier tipo de simulacro.

Si nadie hubiera comprendido en profundidad lo que ocurría dentro de una pila de extraños ladrillos metálicos, entonces no habría servido de mucho que varios inspectores con trajes sobrios escrutaran los ladrillos de metal inescrutable, o imprimieran un manual de seguridad bien encuadernado y de aspecto oficial que dijera que solo los operadores certificados están autorizados a apilar los extraños ladrillos metálicos.

Podemos imaginar un mundo en el que el Chicago Pile-1 se construyera sin un Enrico Fermi. De hecho, sin nadie que entendiera las verdaderas leyes que rigen los misteriosos ladrillos que se calientan por sí mismos.

En un mundo así, tal vez otro científico aún habría podido ver el peligro mortal antes de que fuera demasiado tarde. Podemos imaginar un intercambio como el siguiente:

Salviati: La forma en que la energía de los ladrillos da un salto cuando se juntan es una señal inequívoca de un proceso que se refuerza a sí mismo, la clase de proceso que puede fortalecerse. Si buscas modelos matemáticos que puedan describir un proceso así, suelen tener un modo en el que, si los llevas lo suficientemente lejos, explotan.

Simplicio: ¡Qué tontería! En la vida real, es científico creer que todo tipo de proceso como ese acaba topándose con un límite. ¡No pueden continuar indefinidamente hasta el infinito! Así que apilar ladrillos de uranio y grafito debería ser perfectamente seguro, porque alcanzará un límite, y será inofensivo.

Salviati: Eso es como argumentar que una supernova no puede ser peligrosa porque no puede calentarse infinitamente, o argumentar que una superinteligencia artificial sería inofensiva porque no sería infinitamente inteligente. O como argumentar que una bala debe tener algún límite de velocidad y, por lo tanto, no perforará la piel. El hecho de que haya un límite en algún lugar no significa que ese límite sea bajo. Todos los modelos matemáticos que tenemos sobre por qué los ladrillos se calientan por sí mismos sugieren que hay un umbral crítico en algún lugar, de modo que superar ese umbral hará que la pila explote y mate a todos los que estén cerca.

Simplicio: ¡Pero los científicos ni siquiera se ponen de acuerdo sobre dónde está ese umbral! Si hubiera un consenso científico de que añadir unos cuantos ladrillos más fuera peligroso, pararía. Pero cuando los científicos ni siquiera se ponen de acuerdo sobre dónde está exactamente el peligro, ¿por qué preocuparse?

Salviati: Cuando muchosde los principalescientíficos advierten de que existe una seria posibilidad de que se produzca una explosión letal, el hecho de que no puedan calcular exactamente cuándo comenzará la explosión debería preocuparte más, no menos. Quizás si supiéramos con precisión cómo funcionan los ladrillos, veríamos que hay una banda estrecha en la que podemos extraer energía de forma segura, por debajo de la cual los ladrillos son inútiles y por encima de la cual son letales. ¡Pero el hecho de que los científicos sigan peleando entre ellos significa que aún no sabemos lo que estamos haciendo! ¡Lo que significa que no es el momento de jugar con la reacción en cadena que hoy calienta esos ladrillos, no sea que mañana exploten y nos maten! Primero hay que entender la ciencia.

Estamos muy, muy lejos de poder modelar la IA ni siquiera una fracción de lo bien que Fermi entendía las reacciones nucleares en cadena.

En algún momento, si seguimos por este camino, nos precipitaremos a una velocidad de vértigo a un desenlace mucho más grave que irradiar Chicago.

Notes