Üldsus võib suhtuda teadusettevõttesse kui ratsionaalsesse ja metoodilisse, liikudes edasi korrapärasel, sidusal viisil. Kuid teadus liigub ja sobib, mõnikord edasi ja vahel tagasi, mõnikord metoodiliselt ja mõnikord üsna juhuslikult. Selle juhuse ja õnnetuse erakordset rolli teaduslikus avastuses võib näha 20. sajandi suurimate füüsikute Enrico Fermi tähelepanuväärses karjääris. Fermi on tuntud eeskätt neutronifüüsika, tuuma lõhustumise ja esimese aatomipommi juurde viinud katsete tõttu.
Oktoobris 1934 juhtis Fermi Roomas väikest meeskonda, et luua radioaktiivseid elemente, pommitades mitmesuguseid elemente neutronitega - enamiku aatomite tuumas istuvad rasked neutraalsed osakesed. Seejuures lõhestas ta uraani aatomi. Kuid erinevatel põhjustel - peamiselt oma meeskonna radiokeemia piirangutega - ei teadnud ta seda toona. Tema kolleegid märkasid siiski, et mõne elemendi pommitamine puulaual istudes muutis selle elemendi üllatuslikult radioaktiivsemaks kui siis, kui see istus marmorlaual. See ei olnud tulemus, mida nad ootasid, ja nad ei pruukinud seda märgata, vaid oma uudishimu ja vaatlusvõime tõttu.
Selgitust otsides viisid nad nähtuse Fermi juurde. Fermi mõtles sellele ja jõudis järeldusele, et puidust laualauas olevad vesiniku ja süsiniku kergemad tuumad aeglustasid neutroneid, andes neutronitele rohkem aega aatomituuma sees veeta ja seda kahjustada - seega suurenes radioaktiivsus. Ta viis läbi kinnituskatse parafiiniblokiga neutroniallika ja sihtmärgi vahel - parafiin sisaldab palju vesinikku ja süsinikku, seega on see selleks otstarbeks ideaalne.
Selle juhusliku avastuse tähtsust on võimatu üle tähtsustada. Töö, mille Fermi hiljem selle ilmutuse ärakasutamiseks viis, kulmineerudes esimese tuumaahelareaktsiooni väljatöötamisega 2. detsembril 1942 Chicagos, põhines täielikult „aeglase neutroni” efektil. Esimese aatomihunniku moodustanud grafiittellised toimisid moderaatorina, et aeglustada kogu hunnikusse sissepandud uraanilõikudest eralduvaid neutroneid, suurendades lagunemise tõenäosust. Sellel efektil põhinevad mitte ainult kõik tuumareaktorid; see oli lõhustumise uurimise oluline aspekt, mis viis vääramatult tuumarelvade väljatöötamiseni.
Viimane mees, kes teadis kõike: tuumaaja isa Enrico Fermi elu ja ajad
1942. aastal saavutas Chicago ülikooli meeskond selle, mida kellelgi varem polnud: tuumaahela reaktsioon. Selle läbimurde esirinnas oli Enrico Fermi. Klassikalise füüsika ja kvantmehaanika ajastut mööda sirvides, nii teooria kui ka katsega hõlpsalt, oli Fermi tõesti viimane mees, kes teadis kõike - vähemalt füüsika kohta. Kuid ta oli ka keeruline tegelane, kes oli osa nii Itaalia fašistlikust parteist kui ka Manhattani projektist, ning vähem ideaalne kui isa ja abikaasa, kes jäid sellest hoolimata ajaloo üheks suurimaks mentoriks. Uue arhiivimaterjali ja eksklusiivsete intervjuude põhjal rajab Viimane, kes teadis kõike, kahekümnenda sajandi füüsika kolossi mõistatusliku elu. OstaFermi teadust juhtis juhus juhuslikult ka muul viisil. Esiteks juhtus tema sünnil 1901. aastal lihtne õnnetus, mis viis ta intellektuaalse küpsuseni 1920. aastatel, ajal, mil käsitleti kvantteooria sügavaid probleeme. Suur Briti ajaloolane CP Snow kirjutas kord Fermi kohta: “Kui Fermi oleks sündinud mõni aasta varem, siis võiks hästi ette kujutada, et ta avastab Rutherfordi aatomituuma ja arendab seejärel Bohri vesinikuaatomi teooriat. Kui see kõlab nagu hüperbool, kõlab Fermi kohta tõenäoliselt midagi nagu hüperbool. ”
Muidugi, olles sündinud 1901. aastal, oli ta liiga hilja panustada tuumafüüsika esimestesse aastatesse. Ta sündis aga just õigel ajal, et aidata kaasa kvantteooria mõnele kõige olulisemale arengule. Tänapäeva fermid töötavad praegusel määral CERNis tuhandete eksperimentaalsete ja teoreetiliste füüsikute meeskondades, kus toimub eesrindlik osakeste füüsika, kuid kus individuaalsete saavutuste ulatus on järsult piiratud.
Teiseks on tema juhuslik kohtumine 13-aastaselt isa kolleegi, Adolfo Amidei-nimelise mehega, kes mõistis, et Fermi on lapseootel mees ja võttis selle enda peale, et anda teismelistele bakalaureuseõppe matemaatika ja füüsika alal - alus millele Fermi oma karjääri ehitas.
Kolmandaks on juhtunud tema abielu õnnetus naisega, kes armastas Roomat nii palju, et naine keeldus 1930. aastal USA-sse kolimast, kui Fermi seda esimest korda teha tahtis. Kui ta oleks Rooma juurest lahkunud 1930. aastate alguses, siis kes teab, kas ta oleks teinud oma aeglase neutronitöö või avastanud lõhustumise?
Kuni 1939. aastani ei teadnud ta, et ta on oma 1934. aasta katsetes lõhestatud uraani aatomi, kui Saksa teadlased teatasid, et Fermi 1934. aasta tööd korrates järeldasid nad, et ta on loonud uraani. Kindlasti on ajalooline juhus sündmus, et ta kasutas iga pommitatud elemendi korral pliikilbi, mis varjas tõsiasja, et uraan kiirgab tuuma lõhestamisel tugevat elektromagnetilist impulssi. Kui ta oleks teadnud, et ta lõhestab uraani aatomi, oleks Itaalia võinud tuumarelvad välja töötada juba ammu enne II maailmasõja algust, millel on täiesti ettearvamatud tagajärjed.
Samuti on tema saabumine Columbia ülikooli 1939. aastal, mis on tõenäoliselt kõigi nende ajaloo kõige ajaloolisem õnnetus. Columbias kohtus ta ungari füüsiku Leo Szilardiga, kellel oli idee tuumaahela reaktsioonist juba ammu enne uraani aatomi lõhestamist ja kes viis Fermi katsete juurde, mis viisid maailma esimese kontrollitud ja püsiva tuumaahela reaktsioonini. Kui Fermi oleks otsustanud Columbia asemel minna Michigani ülikooli Ann Arborisse (kus tal olid sõbrad), poleks ta Szilardiga kokku puutunud. Szilardi biograaf William Lanouette usub, et kui need kaks meest poleks 1939. aasta jaanuaris New Yorgis kohtunud, oleks aatomipommi ajalugu kindlasti olnud teistsugune ja õigeaegne õnnestumine pole nii kindel. Szilardil oli ahelreaktsiooni idee; Fermi oli kõige teadlikum inimene maailmas, kuidas neutronid ainet läbivad. Nii oli õnnetus, mis viis nad samal ajal samasse kohta, pöördepunktiks, mille poole Manhattani projekt pöördus.
Silmatorkav, kuna need juhuslikud sündmused ja õnnetused Fermi karjääris on, on teaduse ajalugu neist küllaga. Keemiaravi tsisplatiini avastamine, radioaktiivsuse avastamine, kosmilise taustakiirguse avastamine ja isegi Viagra avastamine tehti kõik juhuslikult. Selle juhusliku rolliga teaduses mänginud liiga suure rolli sümboliks on Alexander Flemingi avastatud penitsilliin. Bakterioloogiaprofessor valmistas enne puhkust oma laborist Londoni Püha Maarja haiglas septembris 1928 bakterikolooniatega Petri tasside seeria. Puhkusereisilt tutvus ta ettevalmistustega ja pani enda üllatuseks tähele, et hallitus oli nakatunud nendest. Nõu täiendavalt uurides täheldas ta, et kohe hallituskoloonia ümber ei kasvanud baktereid. Intrigeerituna alustas ta katsete sarja ja tegi kindlaks, et hallitus eritas ainet, mis tappis baktereid. Vaja oli palju pikki aastaid täiendavat tööd, kuid tulemus - esimene suurem antibiootikum - on muutnud meditsiinipraktikat lõplikult ja igavesti, säästes teel lugematu arv elusid.
Juhuslikud avastused on muidugi erand, mitte reegel. Enamik teadlasi veedab oma karjääri metoodiliselt vastavate valdkondade huvitavate küsimuste uurimisel ja kui neil veab, lisab see teadmiste summa. Ja mõned nende avastused on kahtlemata suurepärased. Einsteini avastused polnud peaaegu juhuslikud - ehkki see aitas kaasa sellele, et ta sündis praegusel hetkel, mitte aastatuhandet varem.
David N. Schwartz on filmi "Viimane mees, kes teadis kõike: tuumaaja isa Enrico Fermi elu ja ajad" autor . Tema isa Melvin Schwartz jagas müoni neutriino avastamise eest 1988. aasta Nobeli füüsikapreemiat.
