Широката общественост може да разглежда научното предприятие като рационално и методично, като се движи напред по подреден, сплотен начин. Но науката се движи в пристъпи и започва, понякога напред, а понякога назад, понякога методично, а понякога съвсем случайно. Изключителната роля, която шансът и злополуката играят в научното откритие, могат да се видят в забележителната кариера на Енрико Ферми, един от най-големите физици на 20 век. Ферми е известен преди всичко с работата си по неутронна физика, ядрено делене и експериментите, довели до първата атомна бомба.
През октомври 1934 г. Ферми ръководи малък екип в Рим, който създава радиоактивни елементи, като бомбардира различни елементи с неутрони, тежките неутрални частици, седящи в ядрото на повечето атоми. По този начин той разцепи урановия атом. Но поради различни причини, имайки предвид основно ограниченията на радиохимията на своя екип, той не знаеше това по онова време. Колегите му обаче забелязаха, че бомбардирането на елемент, докато той седеше на дървена маса, изненадващо направи този елемент по-радиоактивен, отколкото когато той седеше на мраморна маса. Това не беше резултат, който те очакваха и може би не го забелязаха, а заради любопитството и силите си за наблюдение.
Търсейки обяснение, те доведоха феномена във Ферми. Ферми се замисли и заключи, че по-леките ядра във водорода и въглерода в дървената маса действат, за да забавят неутроните, давайки на неутроните повече време да прекарат вътре в атомното ядро и да го повредят - следователно увеличаването на радиоактивността. Той провежда експеримент за потвърждение с блок парафин между източника на неутрон и целта - парафинът съдържа много водород и въглерод, така че е идеален за тези цели.
Невъзможно е да се преувеличи значението на това случайно откритие. Работата, която Ферми впоследствие доведе до експлоатация на това разкритие, завършила с развитието на първата ядрена верижна реакция на 2 декември 1942 г. в Чикаго, се основава изцяло на ефекта на "бавния неутрон". Графитните тухли, които формираха структурата на първата атомна купчина, служеха като модератор за забавяне на неутроните, излъчвани от урана, вградени в цялата купчина, повишавайки вероятността от делене. Не само всички ядрени реактори се основават на този ефект; това беше съществен аспект на изследванията за делене, довел, неумолимо до развитието на ядрените оръжия.
Последният човек, който е знаел всичко: Животът и времената на Енрико Ферми, баща на ядрената епоха
През 1942 г. екип от Чикагския университет постигна това, което никой преди не е имал: ядрена верижна реакция. Начело на този пробив застана Енрико Ферми. Застъпвайки възрастите на класическата физика и квантовата механика, еднакво спокойни с теорията и експеримента, Ферми наистина беше последният човек, който знаеше всичко - поне за физиката. Но той беше и сложна фигура, която беше част както от Италианската фашистка партия, така и от проекта на Манхатън, и по-малко от идеалния баща и съпруг, които въпреки всичко останаха един от най-големите ментори в историята. На базата на нов архивен материал и ексклузивни интервюта, The Last Man Who Zna All всичко голи загадъчния живот на колос от физика на ХХ век. КупуваНауката на Ферми е била ръководена от случайно по други начини. Първо, там е простата случайност на неговото раждане през 1901 г., която го е довела до интелектуална зрялост през 20-те години на миналия век, във време, когато се разглеждат дълбоки проблеми на квантовата теория. Големият британски историк К. П. Сноу веднъж пише за Ферми: „Ако Ферми се е родил няколко години по-рано, човек би могъл да си представи да открие атомното ядро на Ръдърфорд и след това да разработи теорията на Бор за водородния атом. Ако това звучи като хипербола, нещо за Ферми вероятно ще звучи като хипербола. "
Разбира се, след като е роден през 1901 г., той е твърде късно да допринесе за онези ранни години на ядрената физика. Той обаче е роден точно навреме, за да допринесе за някои от най-важните разработки на квантовата теория. Днешните ферми, доколкото съществуват, сега работят в екипи от хиляди експериментални и теоретични физици в ЦЕРН, където се среща авангардна физика на частиците, но където обхватът на индивидуалните постижения е силно ограничен.
Второ, има случайната му среща на 13-годишна възраст с колега на баща му, мъж на име Адолфо Амидей, който разбрал, че Ферми е блудник на дете и го взел на себе си, за да даде на тийнейджъра бакалавърско образование по математика и физика - основата върху която Ферми изгражда кариерата си.
Трето, има случайността на брака му с жена, която толкова обича Рим, че тя отказва да се премести в Съединените щати през 1930 г., когато Ферми за пръв път иска да го направи. Ако беше напуснал Рим в началото на 30-те, кой знае дали би извършил бавната си работа с неутрони или открил делене?
Както беше, той не знаеше, че е разделил атома на уран в експериментите си от 1934 г. до 1939 г., когато немски учени обявиха, че при повторяването на работата на Ферми от 1934 г. те стигнаха до заключението, че той е създал делене на уран. Със сигурност фактът, че е използвал оловно екраниране на всеки бомбардиран от него елемент, който крие факта, че уранът излъчва силен електромагнитен импулс, когато ядрото му се раздели, е исторически случай. Ако беше знаел, че разделя атома на уран, Италия може би щеше да разработи ядрени оръжия много преди да започне Втората световна война, с напълно непредвидими последици.
Има и пристигането му в Колумбийския университет през 1939 г., вероятно най-историческият инцидент от всички тях. В Колумбия той се срещна с унгарския физик Лео Шилард, който имаше идеята за ядрена верижна реакция много преди разделянето на урановия атом и притисна Ферми в експериментите, водещи до първата в света контролирана, устойчива ядрена верижна реакция. Ако Ферми беше избрал да отиде в Университета на Мичиган в Ан Арбър (където той имаше приятели) вместо Колумбия, той нямаше да се сблъска със Силард. Уилям Ланует, биографът на Силард, смята, че ако двамата мъже не се бяха срещнали в Ню Йорк през януари 1939 г., историята на атомната бомба със сигурност щеше да е различна и навременният успех далеч по-малко сигурен. Силард имаше идеята за верижната реакция; Ферми беше най-знаещият човек в света как неутроните преминават през материята. Така че инцидентът, който ги постави на едно и също място по едно и също време, беше опорната точка, към която се завъртя проектът от Манхатън.
Поразително като тези случайни събития и злополуки в кариерата на Ферми, историята на науката изобилства с тях. Откриването на лекарството за химиотерапия цисплатин, откриването на радиоактивност, откриването на космическо фоново лъчение и дори откриването на Виагра са направени случайно. Емблематичен за тази извънгабаритна роля, която случайността изигра в науката, е откритието на Александър Флеминг за пеницилин. Професорът по бактериология подготви поредица от петри с бактериални колонии, преди да отиде на почивка от лабораторията си в болницата "Сейнт Мери" в Лондон през септември 1928 г. Назад от почивката той прегледа препаратите и за своя изненада забеляза, че мухълът е заразил един от тях. Разгледайки допълнително съда, той забеляза, че непосредствено около колонията на мухъл не растат бактерии. Заинтригуван, той започна серия от експерименти и установи, че мухълът секретира вещество, което убива бактериите. Необходими бяха много дълги години на по-нататъшна работа, но резултатът - първият основен антибиотик - промени практиката на медицината напълно и завинаги, като спаси безброй животи по пътя.
Случайните открития са, разбира се, изключение, а не правило. Повечето учени прекарват кариерата си методично в проучване на интересни въпроси в съответните им области и ако имат късмет, ще добавят към сумата от знания, докато го правят. И някои от техните открития без съмнение ще бъдат страхотни. Откритията на Айнщайн едва ли са били случайни - въпреки че това помогнало той да се роди в момента, в който е бил, а не хилядолетие по-рано.
Дейвид Н. Шварц е автор на „Последният човек, който знае всичко: животът и времената на Енрико Ферми, баща на ядрената епоха . Баща му Мелвин Шварц сподели Нобеловата награда за физика от 1988 г. за откриването на муонното неутрино.
