Społeczeństwo może postrzegać przedsięwzięcie naukowe jako racjonalne i metodyczne, posuwając się naprzód w uporządkowany, spójny sposób. Ale nauka porusza się w napadach i początkach, czasem do przodu, a czasem do tyłu, czasem metodycznie, a czasem zupełnie przypadkowo. Niezwykłą rolę, jaką przypadek i wypadek odgrywają w odkryciach naukowych, można dostrzec w niezwykłej karierze Enrico Fermi, jednego z największych fizyków XX wieku. Fermi znany jest przede wszystkim z pracy nad fizyką neutronów, rozszczepieniem jądrowym i eksperymentów, które doprowadziły do powstania pierwszej bomby atomowej.
W październiku 1934 r. Fermi przewodził niewielkiemu zespołowi w Rzymie, który tworzył pierwiastki promieniotwórcze, bombardując różne pierwiastki neutronami, ciężkimi neutralnymi cząsteczkami znajdującymi się w jądrze większości atomów. W ten sposób rozdzielił atom uranu. Ale z różnych powodów, mając na względzie głównie ograniczenia radiochemii swojego zespołu, nie wiedział o tym wtedy. Jednak jego koledzy zauważyli, że bombardowanie żywiołu podczas jego siedzenia na drewnianym stole, co zaskakujące, uczyniło go bardziej radioaktywnym niż wtedy, gdy siedział na marmurowym stole. Spodziewali się, że nie był to wynik i mogli tego nie zauważyć, ale ze względu na ciekawość i zdolność obserwacji.
Szukając wyjaśnienia, przynieśli to zjawisko Fermi. Fermi zastanowił się i doszedł do wniosku, że lżejsze jądra wodoru i węgla w drewnianym stole działały spowalniając neutrony, dając neutronom więcej czasu na spędzenie jądra atomowego i uszkodzenie go - stąd wzrost radioaktywności. Przeprowadził eksperyment potwierdzający z blokiem parafiny między źródłem neutronów a celem - parafina ma dużo wodoru i węgla, więc idealnie nadaje się do tych celów.
Nie można przecenić znaczenia tego przypadkowego odkrycia. Praca, którą Fermi następnie doprowadził do wykorzystania tego objawienia, której kulminacją było opracowanie pierwszej nuklearnej reakcji łańcuchowej 2 grudnia 1942 r. W Chicago, opierała się całkowicie na efekcie „wolnego neutronu”. Cegły grafitowe, które utworzyły strukturę pierwszego stosu atomowego, służyły jako moderator spowalniający neutrony emitowane z ślimaków uranu osadzonych w całym stosie, zwiększając prawdopodobieństwo rozszczepienia. Wszystkie reaktory jądrowe oparte są nie tylko na tym działaniu; był to istotny aspekt badań nad rozszczepieniem, który nieuchronnie doprowadził do rozwoju broni jądrowej.
Ostatni człowiek, który wiedział wszystko: życie i czasy Enrico Fermi, ojca epoki nuklearnej
W 1942 r. Zespół z University of Chicago osiągnął to, czego nikt wcześniej nie miał: reakcję łańcuchową na atom. Na czele tego przełomu stał Enrico Fermi. Fermi, znajdujący się w epoce fizyki klasycznej i mechaniki kwantowej, równie swobodnie z teorią i eksperymentem, naprawdę był ostatnim człowiekiem, który wiedział wszystko - przynajmniej o fizyce. Ale był także postacią złożoną, która była częścią zarówno Włoskiej Partii Faszystowskiej, jak i Projektu Manhattan, a także niezbyt idealnego ojca i męża, który mimo to pozostał jednym z największych mentorów w historii. Na podstawie nowych materiałów archiwalnych i ekskluzywnych wywiadów The Last Man Who Knew Everything ukazuje enigmatyczne życie kolosa XX-wiecznej fizyki. KupowaćNauki Fermiego kierowały się przypadkiem na inne sposoby. Po pierwsze, miał miejsce zwykły wypadek jego narodzin w 1901 r., Który doprowadził go do dojrzałości intelektualnej w latach dwudziestych, w czasie, gdy podejmowano głębokie problemy teorii kwantowej. Wielki brytyjski historyk CP Snow napisał kiedyś o Fermi: „Gdyby Fermi urodził się kilka lat wcześniej, można sobie wyobrazić, że odkrywa jądro atomowe Rutherforda, a następnie rozwija teorię atomu Bohra. Jeśli to brzmi jak hiperbola, wszystko w Fermi prawdopodobnie zabrzmi jak hiperbola. ”
Oczywiście, urodziwszy się w 1901 roku, spóźnił się, by przyczynić się do wczesnych lat fizyki jądrowej. Urodził się jednak w samą porę, aby przyczynić się do niektórych najważniejszych osiągnięć teorii kwantowej. Dzisiejsze Fermi, o ile istnieją, pracują obecnie w zespołach tysięcy fizyków eksperymentalnych i teoretycznych w CERN, gdzie występuje najnowocześniejsza fizyka cząstek, ale gdzie zakres indywidualnych osiągnięć jest mocno ograniczony.
Po drugie, przypadkowo spotkał się w wieku 13 lat z kolegą ojca, mężczyzną o imieniu Adolfo Amidei, który zrozumiał, że Fermi był cudownym dzieckiem, i podjął się, aby dać nastolatkowi wykształcenie matematyczne i fizyki - fundament na której Fermi zbudował swoją karierę.
Po trzecie, ma miejsce wypadek jego małżeństwa z kobietą, która tak bardzo kochała Rzym, że odmówiła przeprowadzki do Stanów Zjednoczonych w 1930 r., Kiedy Fermi po raz pierwszy tego chciał. Gdyby opuścił Rzym na początku lat 30. XX wieku, kto wie, czy wykonałby swoją powolną pracę neutronową lub odkrył rozszczepienie?
W tej chwili nie wiedział, że rozdzielił atom uranu w swoich eksperymentach w 1934 r. Aż do 1939 r., Kiedy niemieccy naukowcy ogłosili, że powielając pracę Fermiego z 1934 r., Stwierdzili, że tworzy rozszczepienie uranu. Z pewnością fakt, że użył osłony ołowiu na każdym bombardowanym elemencie, co ukrywa fakt, że uran emituje silny impuls elektromagnetyczny, gdy jego jądro jest podzielone, jest historycznym przypadkowym wydarzeniem. Gdyby wiedział, że dzieli atom uranu, Włochy mogłyby opracować broń nuklearną na długo przed wybuchem II wojny światowej, co miałoby całkowicie nieprzewidywalne konsekwencje.
Jest także jego przybycie na Columbia University w 1939 roku, być może najbardziej historyczny wypadek ze wszystkich. W Kolumbii poznał węgierskiego fizyka Leo Szilarda, który wpadł na pomysł nuklearnej reakcji łańcuchowej na długo przed rozszczepieniem atomu uranu i który zmusił Fermiego do eksperymentów prowadzących do pierwszej na świecie kontrolowanej, trwałej reakcji łańcuchowej. Gdyby Fermi wybrał studia na University of Michigan w Ann Arbor (gdzie miał przyjaciół) zamiast Columbia, nie spotkałby Szilarda. William Lanouette, biograf Szilarda, uważa, że gdyby dwóch mężczyzn nie spotkało się w Nowym Jorku w styczniu 1939 r., Historia bomby atomowej z pewnością byłaby inna, a sukces na czas znacznie mniej pewny. Szilard wpadł na pomysł reakcji łańcuchowej; Fermi był najbardziej znającą się na świecie osobą na temat tego, w jaki sposób neutrony przechodzą przez materię. Tak więc wypadek, który umieścił ich w tym samym miejscu w tym samym czasie, był punktem zwrotnym, wokół którego zwrócił się Projekt Manhattan.
Uderzające jest to, że losowe wydarzenia i wypadki w karierze Fermiego obfitują w historię nauki. Odkrycie cisplatyny, chemioterapii, odkrycie radioaktywności, odkrycie kosmicznego promieniowania tła, a nawet odkrycie Viagry, zostały dokonane przypadkowo. Symbolem tej przewymiarowanej roli, jaką odegrał przypadek w nauce, jest odkrycie penicyliny przez Alexandra Fleminga. Profesor bakteriologii przygotował serię płytek Petriego z koloniami bakteryjnymi przed wyjazdem na wakacje ze swojego laboratorium do szpitala St. Mary's Hospital w Londynie we wrześniu 1928 r. Po wakacjach przejrzał preparaty i, ku swojemu zaskoczeniu, zauważył, że pleśń zaatakowała jedną z nich. Badając dalej szalkę, zauważył, że bezpośrednio wokół kolonii pleśni nie wyrosły bakterie. Zaintrygowany rozpoczął serię eksperymentów i ustalił, że pleśń wydziela substancję, która zabija bakterie. Wymagano wielu długich lat dalszej pracy, ale wynik - pierwszy duży antybiotyk - całkowicie i na zawsze zmienił praktykę medycyny, ratując niezliczoną liczbę żyć.
Przypadkowe odkrycia nie są oczywiście regułą. Większość naukowców spędza swoją karierę metodycznie, badając interesujące pytania w swoich dziedzinach, a jeśli będzie miała szczęście, doda do tego wiedzę. A niektóre z ich odkryć będą bez wątpienia wspaniałe. Odkrycia Einsteina nie były przypadkowe - chociaż pomogło to, że urodził się w chwili, w której się znalazł, a nie tysiąclecie wcześniej.
David N. Schwartz jest autorem Ostatniego człowieka, który wiedział wszystko: życie i czasy Enrico Fermiego, ojca epoki nuklearnej . Jego ojciec, Melvin Schwartz, podzielił Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki z 1988 r. Za odkrycie neutrina mionowego.
