Το ευρύ κοινό μπορεί να θεωρήσει την επιστημονική επιχείρηση ως ορθολογική και μεθοδική, προχωρώντας με έναν ομαλό και συνεκτικό τρόπο. Αλλά η επιστήμη κινείται σε ταιριάζει και ξεκινά, μερικές φορές προς τα εμπρός και μερικές φορές προς τα πίσω, μερικές φορές μεθοδικά και μερικές φορές αρκετά τυχαία. Ο εξαιρετικός ρόλος που παίζει η ευκαιρία και το ατύχημα στην επιστημονική ανακάλυψη μπορεί να φανεί στην αξιοσημείωτη καριέρα του Enrico Fermi, ενός από τους μεγαλύτερους φυσικούς του 20ού αιώνα. Ο Fermi είναι γνωστός κυρίως για το έργο του για τη φυσική των νετρονίων, την πυρηνική σχάση και τα πειράματα που οδήγησαν στην πρώτη ατομική βόμβα.
Τον Οκτώβριο του 1934, ο Fermi ήταν επικεφαλής μιας μικρής ομάδας στη Ρώμη για τη δημιουργία ραδιενεργών στοιχείων βομβαρδίζοντας διάφορα στοιχεία με νετρόνια, τα βαρέα ουδέτερα σωματίδια που καθόταν στον πυρήνα των περισσότερων ατόμων. Με αυτόν τον τρόπο έσπασε το άτομο ουρανίου. Αλλά για διάφορους λόγους, έχοντας να κάνει κυρίως με τους περιορισμούς της ραδιοχημείας της ομάδας του, δεν το γνώριζε εκείνη τη στιγμή. Ωστόσο, οι συνάδελφοί του διαπίστωσαν ότι βομβαρδίζοντας ένα στοιχείο ενώ καθόταν σε ξύλινο τραπέζι, κατά έκπληξη, έκανε το στοιχείο πιο ραδιενεργό από ό, τι όταν καθόταν πάνω σε μαρμάρινο τραπέζι. Δεν ήταν αποτέλεσμα που περίμεναν, και ίσως να μην το έχουν καταλάβει, αλλά για την περιέργειά τους και τις εξουσίες παρατήρησης.
Ψάχνοντας για μια εξήγηση, έφεραν το φαινόμενο στο Fermi. Ο Φέρμι σκεφτόταν και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι ελαφρύτεροι πυρήνες υδρογόνου και άνθρακα στο ξύλινο τραπέζι ενήργησαν για να επιβραδύνουν τα νετρόνια δίνοντας στα νετρόνια περισσότερο χρόνο για να περάσουν μέσα στον ατομικό πυρήνα και να τα βλάψουν - εξ ου και η αύξηση της ραδιενέργειας. Διεξήγαγε ένα πείραμα επιβεβαίωσης με ένα μπλοκ παραφίνης μεταξύ της πηγής νετρονίων και του στόχου-παραφίνης έχει πολύ υδρογόνο και άνθρακα, έτσι είναι ιδανικό για αυτούς τους σκοπούς.
Είναι αδύνατο να υπερεκτιμηθεί η σημασία αυτής της τυχαίας ανακάλυψης. Το έργο που ακολούθησε η Fermi για να εκμεταλλευτεί αυτήν την αποκάλυψη, με αποκορύφωμα την ανάπτυξη της πρώτης πυρηνικής αλυσιδωτής αντίδρασης στις 2 Δεκεμβρίου 1942 στο Σικάγο, βασίστηκε εξ ολοκλήρου στην επίδραση "αργού νετρονίου". Τα τούβλα γραφίτη που σχημάτιζαν τη δομή του πρώτου ατομικού σωρού χρησίμευαν ως συντονιστής για να επιβραδύνουν τα νετρόνια που εκπέμπονται από τα γυμνοσάλιανα ουρανίου που είναι ενσωματωμένα σε όλο το σωρό, ενισχύοντας την πιθανότητα σχάσης. Όλοι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες όχι μόνο βασίζονται σε αυτό το αποτέλεσμα. ήταν μια βασική πτυχή της έρευνας σχάσης που οδήγησε, αναπόφευκτα, στην ανάπτυξη πυρηνικών όπλων.
Ο τελευταίος που γνώριζε τα πάντα: Η ζωή και οι χρόνοι του Enrico Fermi, Πατέρας της Πυρηνικής Εποχής
Το 1942, μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο πέτυχε αυτό που κανείς δεν είχε πριν: πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση. Στην πρώτη γραμμή αυτής της επανάστασης βρισκόταν ο Enrico Fermi. Περιέχοντας τις αιώνες της κλασικής φυσικής και της κβαντικής μηχανικής, εξίσου άνετα με τη θεωρία και το πείραμα, ο Fermi ήταν ο τελευταίος που γνώριζε τα πάντα - τουλάχιστον για τη φυσική. Αλλά ήταν επίσης μια περίπλοκη φιγούρα που ήταν μέρος τόσο του ιταλικού φασιστικού κόμματος όσο και του έργου του Μανχάταν, και ένας μικρότερος από τον ιδανικό πατέρας και σύζυγος που παρέμεινε ένας από τους μεγαλύτερους μέντορες της ιστορίας. Με βάση το νέο αρχειακό υλικό και τις αποκλειστικές συνεντεύξεις, ο Τελευταίος άνθρωπος που γνώριζε τα πάντα αφήνει την αινιγματική ζωή ενός κολοσσού της φυσικής του εικοστού αιώνα. ΑγοράΗ επιστήμη του Fermi οδηγήθηκε από ατύχημα με άλλους τρόπους. Πρώτον, υπήρξε το απλό ατύχημα της γέννησής του το 1901, που τον οδήγησε στην πνευματική ωρίμανση τη δεκαετία του 1920, σε μια εποχή που αντιμετωπίζονταν βαθιά προβλήματα της κβαντικής θεωρίας. Ο μεγάλος Βρετανός ιστορικός CP Snow κάποτε έγραψε για τον Fermi: "Εάν ο Fermi γεννήθηκε πριν από λίγα χρόνια, θα μπορούσε κανείς να τον φανταστεί να ανακαλύψει τον ατομικό πυρήνα του Rutherford και στη συνέχεια να αναπτύξει τη θεωρία του Bohr για το άτομο του υδρογόνου. Αν αυτό ακούγεται σαν υπερβολή, οτιδήποτε για τον Fermi είναι πιθανό να ακούγεται σαν υπερβολή. "
Φυσικά, έχοντας γεννηθεί το 1901, ήταν πολύ αργά για να συμβάλει σε αυτά τα πρώτα χρόνια πυρηνικής φυσικής. Ωστόσο, γεννήθηκε εγκαίρως για να συμβάλει σε ορισμένες από τις σημαντικότερες εξελίξεις της κβαντικής θεωρίας. Τα σημερινά Fermis, στο βαθμό που υπάρχουν, λειτουργούν τώρα σε ομάδες χιλιάδων πειραματικών και θεωρητικών φυσικών στο CERN, όπου εμφανίζεται φυσική σωματιδίων αιχμής, αλλά όπου περιορίζονται αυστηρά οι δυνατότητες ατομικής επίτευξης.
Δεύτερον, υπάρχει η τυχαία συνάντησή του στην ηλικία των 13 ετών με έναν συνάδελφο του πατέρα του, έναν άνθρωπο που ονομάζεται Adolfo Amidei, ο οποίος κατάλαβε ότι ο Fermi ήταν παιδί και το πήρε στον εαυτό του για να δώσει στον έφηβο μια προπτυχιακή εκπαίδευση στα μαθηματικά και στη φυσική κατά την οποία ο Fermi έχτισε την καριέρα του.
Τρίτον, υπάρχει το ατύχημα του γάμου του με μια γυναίκα που αγαπούσε τη Ρώμη τόσο πολύ που αρνήθηκε να μετακομίσει στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1930, όταν η Fermi το θέλησε αρχικά. Αν είχε εγκαταλείψει τη Ρώμη στις αρχές της δεκαετίας του 1930, ποιος ξέρει αν θα έκανε το αργό του έργο νετρονίων ή θα ανακάλυψε τη σχάση;
Όπως ήταν, δεν γνώριζε ότι είχε χωρίσει το άτομο ουρανίου στα πειράματά του το 1934 μέχρι το 1939, όταν οι Γερμανοί επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι, αντιγράφοντας το έργο του Fermi το 1934, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι είχε δημιουργήσει σχάση ουρανίου. Ασφαλώς το γεγονός ότι χρησιμοποίησε μολύβδινη θωράκιση σε κάθε στοιχείο που βομβάρδισε, το οποίο έκρυψε το γεγονός ότι το ουράνιο εκπέμπει έναν ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό παλμό όταν χωρίζεται ο πυρήνας του είναι ένα ιστορικό γεγονός. Αν γνώριζε ότι διάσπαζε το άτομο ουρανίου, η Ιταλία θα μπορούσε να έχει αναπτύξει πυρηνικά όπλα πολύ πριν ξεκινήσει ο Β Παγκόσμιος Πόλεμος, με εντελώς απρόβλεπτες συνέπειες.
Υπάρχει επίσης η άφιξή του στο Columbia University το 1939, ίσως το πιο ιστορικό ατύχημα όλων αυτών. Στην Κολομβία συναντήθηκε με τον ουγγρικό φυσικό Leo Szilard, ο οποίος είχε την ιδέα μιας πυρηνικής αλυσιδωτής αντίδρασης πολύ πριν από την διάσπαση του ατόμου ουρανίου και που πιέζει τον Fermi στα πειράματα που οδήγησαν στην πρώτη ελεγχόμενη, παρατεταμένη πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση στον κόσμο. Αν ο Fermi είχε επιλέξει να πάει στο Πανεπιστήμιο του Michigan στο Ann Arbor (όπου είχε φίλους) αντί της Κολούμπια, δεν θα συναντούσε τον Szilard. Ο William Lanouette, βιογράφος του Szilard, πιστεύει ότι εάν οι δύο άνδρες δεν είχαν συναντηθεί στη Νέα Υόρκη τον Ιανουάριο του 1939, η ιστορία της ατομικής βόμβας θα ήταν σίγουρα διαφορετική και μια έγκαιρη επιτυχία πολύ λιγότερο σίγουρη. Ο Szilard είχε την ιδέα της αλυσιδωτής αντίδρασης. Ο Fermi ήταν το πιο καταρτισμένο άτομο στον κόσμο σχετικά με το πώς τα νετρόνια περνούν μέσα από την ύλη. Έτσι, το ατύχημα που τους έβαλε στο ίδιο μέρος την ίδια στιγμή ήταν το σημείο αναφοράς για το οποίο γύρισε το έργο του Μανχάταν.
Εντυπωσιασμένος καθώς αυτά τα τυχαία γεγονότα και ατυχήματα στην καριέρα του Fermi είναι, η ιστορία της επιστήμης αφθονεί μαζί τους. Η ανακάλυψη της σισπλατίνης χημειοθεραπείας, η ανακάλυψη της ραδιενέργειας, η ανακάλυψη της ακτινοβολίας του κοσμικού υποβάθρου και ακόμη και η ανακάλυψη του Viagra, έγιναν όλα τυχαία. Το εμβληματικό αυτού του υπερμεγέθης ρόλου που έχει συμβεί στην επιστήμη είναι η ανακάλυψη της πενικιλλίνης από τον Αλέξανδρο Φλέμινγκ. Ο καθηγητής βακτηριολογίας προετοίμασε μια σειρά από πιάτα Petri με βακτηριακές αποικίες πριν πάει για διακοπές από το εργαστήριό του στο νοσοκομείο St. Mary's στο Λονδίνο το Σεπτέμβριο του 1928. Πίσω από τις διακοπές, εξέτασε τις προετοιμασίες και, προς έκπληξή του, διαπίστωσε ότι η μούχλα είχε μολυνθεί από αυτούς. Εξετάζοντας περαιτέρω το πιάτο, παρατηρήθηκε ότι αμέσως γύρω από την αποικία μούχλας δεν αναπτύχθηκαν βακτήρια. Ενδιαφέρουσα, ξεκίνησε μια σειρά πειραμάτων και διαπίστωσε ότι το καλούπι εκκρίνει μια ουσία που σκότωσε βακτήρια. Χρειάστηκαν πολλά χρόνια εργασίας, αλλά το αποτέλεσμα - το πρώτο μείζον αντιβιοτικό - άλλαξε την πρακτική της ιατρικής εντελώς και για πάντα, εξοικονομώντας αμέτρητες ζωές στην πορεία.
Οι τυχαίες ανακαλύψεις είναι, φυσικά, η εξαίρεση, όχι ο κανόνας. Οι περισσότεροι επιστήμονες περνούν τη σταδιοδρομία τους διερευνούν μεθοδικά ενδιαφέρουσες ερωτήσεις στους αντίστοιχους τομείς τους και εάν είναι τυχεροί θα προσθέσουν στο άθροισμα των γνώσεων καθώς το κάνουν. Και μερικές από τις ανακαλύψεις τους θα είναι αναμφίβολα εξαιρετικές. Οι ανακαλύψεις του Αϊνστάιν δεν ήταν καθόλου τυχαίες - αν και βοήθησε να γεννηθεί αυτή τη στιγμή, όχι μια χιλιετία νωρίτερα.
Ο Ντέιβιντ Ν. Σβαρτς είναι ο συντάκτης του " Ο τελευταίος άνθρωπος που γνώριζε τα πάντα: Η ζωή και οι χρόνοι του Enrico Fermi, Πατέρας της Πυρηνικής Εποχής" . Ο πατέρας του Melvin Schwartz μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1988 για την ανακάλυψη του νετρίνου του μιονίου.
