Suuri yleisö voi pitää tieteellistä yritystä rationaalisena ja menetelmällisenä, etenemässä hallitusti, yhtenäisesti. Mutta tiede liikkuu sopivasti ja alkaa, joskus eteenpäin ja joskus taaksepäin, joskus metodologisesti ja joskus aivan vahingossa. Sattumien ja onnettomuuksien poikkeuksellinen merkitys tieteellisissä löytöissä voidaan nähdä Enrico Fermin, joka on yksi 1900-luvun suurimmista fyysikoista, huomattavassa urassa. Fermi tunnetaan ensisijaisesti työstään neutronifysiikan, ydinfission ja kokeiden perusteella, jotka johtivat ensimmäiseen atomipommiin.
Lokakuussa 1934 Fermi johti pientä ryhmää Roomaan luomaan radioaktiivisia elementtejä pommittamalla erilaisia elementtejä neutroneilla, useimpien atomien ytimessä istuvien raskaiden neutraalien hiukkasten kanssa. Näin tehdessään hän jakoi uraaniatomin. Mutta useista syistä, koska hän joutui lähinnä ryhmänsä radiokemian rajoituksiin, hän ei tiennyt sitä tuolloin. Kollegasi kuitenkin huomasivat, että elementin pommittaminen sen istuessa puupöydällä teki yllättävän yllättäen, että elementti oli radioaktiivisempi kuin silloin, kun se istui marmoripöydällä. Se ei ollut tulosta, jota he odottivat, ja he eivät ehkä olleet huomanneet sitä, mutta kiinnostuneisuudestaan ja havainnollisuudesta.
He etsivät selitystä ja toivat ilmiön Fermiin. Fermi pohti sitä ja päätteli, että puupöydän vedyn ja hiilen kevyemmät ytimet hidastivat neutroneja antaen neutronille enemmän aikaa viettää atomin ytimen sisällä ja vaurioittaa sitä - siten lisääntyneen radioaktiivisuutta. Hän suoritti varmennuskokeen parafiinilohkon avulla neutronilähteen ja kohteen välillä - parafiinissa on paljon vetyä ja hiiltä, joten se on ihanteellinen näihin tarkoituksiin.
Tämän vahingossa tapahtuvan löytön merkitystä on mahdotonta liioitella. Työ, jonka Fermi myöhemmin johti tämän ilmoituksen hyödyntämiseen ja joka huipentui ensimmäisen ydinketjureaktion kehittämiseen 2. joulukuuta 1942 Chicagossa, perustui kokonaan “hitaan neutronin” vaikutukseen. Grafiittitiilet, jotka muodostivat ensimmäisen atomipaalun rakenteen, toimivat moderaattorina hidastaa kasaan upotettujen uraaninestien päästöjä neutronien suhteen, lisäämällä halkeamisen todennäköisyyttä. Kaikki ydinreaktorit eivät perustu pelkästään tähän vaikutukseen; se oli tärkeä osa fissiointitutkimusta, joka johti vääjäämättömästi ydinaseiden kehittämiseen.
Viimeinen mies, joka tiesi kaiken: Ydinajan isän Enrico Fermin elämä ja ajat
Vuonna 1942 Chicagon yliopiston joukkue saavutti sen, mitä kukaan ei ollut aikaisemmin: ydinketjureaktion. Enrico Fermi oli tämän läpimurron eturintamassa. Ylittäen klassisen fysiikan ja kvanttimekaniikan aikakaudet, yhtä helposti kuin teoria ja kokeilu, Fermi oli todellakin viimeinen mies, joka tiesi kaiken - ainakin fysiikasta. Mutta hän oli myös monimutkainen hahmo, joka kuului sekä Italian fasistiseen puolueeseen että Manhattan-projektiin, ja vähemmän ihanteellinen isä ja aviomies, joka kuitenkin pysyi historian suurimpana mentorina. Uuteen arkistoaineistoon ja yksinoikeisiin haastatteluihin pohjautuva Viimeinen ihminen, joka tiesi kaiken, paljastaa 2000-luvun fysiikan kolosumin arvoituksellisen elämän. OstaaFermin tiede ohjattiin vahingossa muilla tavoilla. Ensinnäkin, hänen syntymästään vuonna 1901 tapahtui yksinkertainen onnettomuus, joka johti hänet älylliseen kypsyyteen 1920-luvulla, jolloin kvanttiteorian syviä ongelmia käsiteltiin. Iso brittiläinen historioitsija CP Snow kirjoitti kerran Fermistä: ”Jos Fermi olisi syntynyt muutamaa vuotta aikaisemmin, voitaisiin hyvin kuvitella hänen löytävän Rutherfordin atomin ydin ja kehittää sitten Bohrin teoriaa vetyatomista. Jos tämä kuulostaa hyperbolilta, mikä tahansa Fermistä todennäköisesti kuulostaa hyperbolilta. ”
Tietenkin, syntyessään vuonna 1901, hän oli liian myöhäistä osallistuakseen noihin ydinfysiikan varhaisvuosiin. Hän syntyi kuitenkin juuri ajoissa osallistuakseen kvanttiteorian tärkeimpiin kehityksiin. Nykypäivän fermit toimivat siinä määrin kuin he ovat olemassa, tuhansien kokeellisten ja teoreettisten fyysikkojen ryhmissä CERN: ssä, joissa tapahtuu huipputeknistä hiukkasfysiikkaa, mutta joissa henkilökohtaisten saavutusten mahdollisuudet ovat rajoitetut.
Toiseksi, hänellä on sattumalta kohtaaminen 13-vuotiaana isänsä, Adolfo Amidei-nimisen miehen, kanssa, joka ymmärsi, että Fermi oli lapsi-ihminen, ja otti sen itselleen antaakseen teini-ikäisen matematiikan ja fysiikan koulutuksen - perusta johon Fermi rakensi uransa.
Kolmanneksi, hänen avioliitossaan tapahtui onnettomuus naisen kanssa, joka rakasti Roomaa niin paljon, että hän kieltäytyi muuttamasta Yhdysvaltoihin vuonna 1930, kun Fermi ensin halusi tehdä niin. Jos hän olisi lähtenyt Roomasta 1930-luvun alkupuolella, kuka tietää, olisiko hän tehnyt hitaan neutronityön tai löytänyt fission?
Hän ei tiennyt jakavansa uraaniatomia vuoden 1934 kokeiluissaan vuoteen 1939 saakka, kun saksalaiset tutkijat ilmoittivat toistaessaan Fermin vuoden 1934 teoksen, he päättelivät, että hän oli luonut uraanifissiota. Tosiasia, että hän käytti lyijysuojaa jokaisessa pommittamassaan elementissä, joka kätki tosiasian, että uraani säteilee voimakasta sähkömagneettista pulssia sen ytimen jakautuessa, on historiallinen mahdollisuustapahtuma. Italia olisi voinut kehittää ydinaseita jo kauan ennen toisen maailmansodan alkamista, jos hän olisi tiennyt jakavansa uraaniatomin, jolla on täysin arvaamattomia seurauksia.
Hänen saapumisensa Columbian yliopistoon on vuonna 1939, mikä on ehkä kaikkien historiallisin onnettomuus. Columbiassa hän tapasi unkarilaisen fyysikon Leo Szilardin, jolla oli ajatus ydinketjureaktiosta jo kauan ennen uraaniatomin jakamista, ja joka painosti Fermiä kokeisiin, jotka johtivat maailman ensimmäiseen hallittuun, kestävään ydinketjureaktioon. Jos Fermi olisi päättänyt mennä Michiganin yliopistoon Ann Arborissa (jossa hänellä oli ystäviä) Columbian sijaan, hän ei olisi tavannut Szilardia. Szilardin elämäkehittäjä William Lanouette uskoo, että jos nämä kaksi miestä eivät olisi tavanneet New Yorkissa tammikuussa 1939, atomipommin historia olisi varmasti ollut erilainen, ja ajoissa saavutettu menestys on epävarma. Szilardilla oli idea ketjureaktiosta; Fermi oli tietoisin henkilö maailmassa siitä, kuinka neutronit kulkevat aineen läpi. Joten onnettomuus, joka asetti heidät samaan paikkaan samaan aikaan, oli kääntöpiste, josta Manhattan-projekti kääntyi.
Silmiinpistävää, koska nämä satunnaiset tapahtumat ja onnettomuudet Fermin uralla ovat, tieteen historia on täynnä niitä. Kemoterapeuttisen sisplatiinin löytö, radioaktiivisuuden löytö, kosmisen taustasäteilyn löytäminen ja jopa Viagran löytö tehtiin sattumalta. Symbolinen tästä ylenmääräisestä roolista, jota satunnaisuus on ollut tieteessä, on Alexander Flemingin löysi penisilliini. Bakteriologian professori valmisti sarjan Petri-maljoja, joissa oli bakteeripesäkkeitä ennen lomalle lähtöä laboratoriostaan Lontoon St. Mary's -sairaalassa syyskuussa 1928. Lomalta takaisin. Hän tarkisti valmisteet ja yllätyksekseen huomasi, että home oli saastuttanut yhden niistä. Tarkastelemalla maljaa tarkemmin, hän havaitsi, että heti muottipesäkkeen ympärillä ei kasvanut bakteereja. Kiinnostuneena hän aloitti sarjan kokeita ja totesi, että muotti eritti ainetta, joka tappoi bakteereja. Tarvittiin monta pitkää jatkotyötä, mutta tulos - ensimmäinen suuri antibiootti - on muuttanut lääketieteellistä käytäntöä täysin ja ikuisesti, pelastaakseen lukemattomia ihmishenkiä matkan varrella.
Tahattomat löytöt ovat tietysti poikkeus, ei sääntö. Suurin osa tutkijoista viettää uransa menetelmällisesti tutkimalla mielenkiintoisia kysymyksiä omilla aloillaan, ja jos he ovat onnekkaita, lisäävät tietämysten summan tekeessään niin. Ja jotkut heidän löytöistään ovat epäilemättä mahtavia. Einsteinin löytöt olivat tuskin sattumanvaraisia - vaikka se auttoi, että hän syntyi nykyisellä hetkellä, ei vuosituhannen aikaisemmin.
David N. Schwartz on kirjoittanut kappaleelle "Viimeinen ihminen, joka tiesi kaiken: Ydinajan isän Enrico Fermin elämä ja ajat" . Hänen isänsä Melvin Schwartz jakoi vuoden 1988 Nobelin fysiikan palkinnon muonineutriinin löytämisestä.
