Široká veřejnost může vědecký podnik považovat za racionální a metodický, postupující vpřed uspořádaným a soudržným způsobem. Ale věda se pohybuje v záchvatu a začíná, někdy vpřed a někdy vzad, někdy metodicky a někdy docela náhodou. Mimořádnou roli, kterou hrají náhody a nehody ve vědeckém objevu, lze vidět v pozoruhodné kariéře Enrico Fermiho, jednoho z největších fyziků 20. století. Fermi je znám především svou prací o neutronové fyzice, jaderném štěpení a experimentech, které vedly k první atomové bombě.
V říjnu 1934 vedl Fermi malý tým v Římě k vytvoření radioaktivních prvků bombardováním různých prvků neutrony, těžkých neutrálních částic, které seděly v jádru většiny atomů. Přitom rozdělil atom uranu. Ale z různých důvodů, které se týkaly hlavně omezení radiochemie jeho týmu, to tehdy nevěděl. Jeho kolegové si však všimli, že bombardování prvku, když seděl na dřevěném stole, překvapivě učinilo tento prvek radioaktivnějším, než když seděl na mramorovém stole. Nebyl to výsledek, který očekávali, a možná si to nevšimli, ale kvůli jejich zvědavosti a pozorovacím schopnostem.
Hledali vysvětlení a přinesli tento jev Fermi. Fermi o tom přemýšlel a dospěl k závěru, že lehčí jádra ve vodíku a uhlíku v dřevěném stole působila tak, že zpomalily neutrony, což neutronům poskytlo více času na strávení uvnitř atomového jádra a poškození - tedy zvýšení radioaktivity. Provedl potvrzovací experiment s blokem parafinu mezi zdrojem neutronů a cílem - parafin má hodně vodíku a uhlíku, takže je pro tyto účely ideální.
Je nemožné zveličovat důležitost tohoto náhodného objevu. Práce, kterou Fermi následně vedla k využití tohoto zjevení, vyvrcholila vývojem první jaderné řetězové reakce 2. prosince 1942 v Chicagu, byla zcela založena na efektu „pomalého neutronu“. Grafitové cihly, které tvořily strukturu první atomové hromady, sloužily jako moderátor ke zpomalení neutronů emitovaných z uranových slimáků zabudovaných do hromady, čímž se zvýšila pravděpodobnost štěpení. Nejenže jsou všechny jaderné reaktory založené na tomto účinku; to byl základní aspekt výzkumu štěpení, který neúprosně vedl k vývoji jaderných zbraní.
Poslední muž, který věděl všechno: Život a čas Enrica Fermiho, otce jaderného věku
V roce 1942 tým na University of Chicago dosáhl toho, co nikdo předtím neměl: jadernou řetězovou reakci. V čele tohoto průlomu stál Enrico Fermi. Fermi, který ve stáří klasické fyziky a kvantové mechaniky, stejně jako v teorii a experimentu, byl skutečně posledním člověkem, který věděl všechno - alespoň o fyzice. Byl však také složitou postavou, která byla součástí italské fašistické strany a projektu Manhattan, a méně než ideálním otcem a manželem, který přesto zůstal jedním z největších mentorů historie. Na základě nových archivních materiálů a exkluzivních rozhovorů, Poslední muž, který věděl, všechno ukládá enigmatický život kolos fyziky dvacátého století. KoupitFermiho věda byla vedena náhodou jinými způsoby. Nejprve došlo k jednoduché nehodě jeho narození v roce 1901, která ho vedla k intelektuální zralosti ve dvacátých letech, v době, kdy byly řešeny hluboké problémy kvantové teorie. Velký britský historik CP Snow kdysi psal o Fermi: „Kdyby se Fermi narodil před několika lety, dobře bychom si ho dokázali představit, když objevil Rutherfordovo atomové jádro a poté rozvinul Bohrovu teorii vodíkového atomu. Pokud to zní jako nadsázka, bude něco o Fermi pravděpodobně znít jako nadsázka. “
Po narození v roce 1901 byl samozřejmě příliš pozdě na to, aby přispěl k těm raným letům jaderné fyziky. Narodil se však právě včas, aby přispěl k některým nejdůležitějším vývojům kvantové teorie. Dnešní Fermis, v rozsahu, v jakém existují, nyní pracuje v týmech tisíců experimentálních a teoretických fyziků v CERN, kde se objevuje špičková fyzika částic, ale kde je výrazně omezen prostor pro individuální úspěch.
Zadruhé, došlo k jeho náhodnému setkání ve věku 13 let s kolegou jeho otce, mužem jménem Adolfo Amidei, který pochopil, že Fermi je zázračné dítě, a vzal si na sebe, aby dal dospívajícímu vysokoškolské vzdělání v matematice a fyzice - nadaci na kterém Fermi postavil svou kariéru.
Zatřetí, došlo k nehodě jeho manželství se ženou, která tolik milovala Řím, takže se odmítla přestěhovat do Spojených států v roce 1930, když to Fermi poprvé chtěla. Kdyby odešel z Říma na počátku 30. let, kdo ví, zda by provedl svou pomalou neutronovou práci nebo objevil štěpení?
Nevěděl však, že ve svých experimentech z roku 1934 rozdělil atom uranu až do roku 1939, kdy němečtí vědci oznámili, že při replikaci Fermiho práce z roku 1934 dospěli k závěru, že vytváří štěpení uranu. Skutečnost, že použil stínění olova na každém prvku, který bombardoval, což skrývalo skutečnost, že uran emituje silný elektromagnetický puls, když je jeho jádro rozděleno, je historická náhodná událost. Kdyby věděl, že štěpí atom uranu, mohla Itálie vyvinout jaderné zbraně dlouho před začátkem druhé světové války, což mělo zcela nepředvídatelné důsledky.
Je také jeho příchod na Columbia University v roce 1939, možná nejstarší nehoda ze všech. V Columbii se setkal s maďarským fyzikem Leo Szilardem, který měl myšlenku na jadernou řetězovou reakci dlouho před rozdělením atomu uranu, a který vtlačil Fermiho do experimentů, které vedly k první kontrolované a trvalé jaderné řetězové reakci na světě. Kdyby se Fermi rozhodl namísto Kolumbie jít na Michiganskou univerzitu v Ann Arbor (kde měl přátele), nenarazil by na Szilarda. William Lanouette, Szilardův životopisec, věří, že kdyby se oba muži nesetkali v New Yorku v lednu 1939, historie atomové bomby by byla určitě jiná a včasný úspěch by byl mnohem méně jistý. Szilard měl představu o řetězové reakci; Fermi byl nejznámější osobou na světě, jak neutrony procházejí hmotou. Nehoda, která je umístila na stejné místo ve stejnou dobu, byla tedy bodem, o který se Manhattanský projekt otočil.
Protože jsou tyto náhodné události a nehody v Fermiho kariéře pozoruhodné, historie vědy o nich oplývá. Objev chemoterapie cisplatiny, objev radioaktivity, objev kosmického pozadí, a dokonce objev Viagra, byly provedeny náhodou. Znakem této nadměrné role, kterou ve vědě hraje, je objev penicilinu Alexandra Fleminga. Bakteriologický profesor připravil sérii Petriho misek s bakteriálními koloniemi, než odešel na dovolenou ze své laboratoře v nemocnici St. Mary's v Londýně v září 1928. Zpět z dovolené přezkoumal přípravy a na své překvapení si všiml, že plíseň jednu napadla z nich. Při dalším zkoumání misky pozoroval, že bezprostředně kolem kolonie plísní nevzrostly žádné bakterie. Zajímalo ho, začal řadu experimentů a zjistil, že plíseň vylučuje látku, která zabíjí bakterie. Bylo vyžadováno mnoho dlouhých let další práce, ale výsledek - první velké antibiotikum - změnil lékařskou praxi naprosto a navždy a zachránil tak nespočet životů.
Náhodné objevy jsou samozřejmě výjimkou, nikoli pravidlem. Většina vědců tráví svou kariéru metodickým zkoumáním zajímavých otázek ve svých oborech, a pokud budou mít štěstí, přidá k souhrnu znalostí, jak to činí. A některé z jejich objevů budou bezpochyby skvělé. Einsteinovy objevy byly sotva náhodné - ačkoli to pomohlo, že se narodil v okamžiku, kdy byl, ne o tisíciletí dříve.
David N. Schwartz je autorem knihy The Last Man Knew Everything: The Life and Times of Enrico Fermi, otec jaderného věku . Jeho otec Melvin Schwartz sdílel Nobelovu cenu za fyziku za objev mionového neutrina v roce 1988.
