Den brede offentlighed kan se den videnskabelige virksomhed som rationel og metodisk og bevæge sig fremad på en ordnet, sammenhængende måde. Men videnskab bevæger sig i pas og starter, undertiden fremad og undertiden bagud, undertiden metodisk og undertiden helt ved et uheld. Den ekstraordinære rolle, som tilfældighed og uheld spiller i videnskabelig opdagelse, kan ses i den bemærkelsesværdige karriere for Enrico Fermi, en af det 20. århundredes største fysikere. Fermi er primært kendt for sit arbejde med neutronfysik, nuklear fission og de eksperimenter, der førte til den første atombombe.
I oktober 1934 ledede Fermi et lille team i Rom for at skabe radioaktive elementer ved at bombardere forskellige elementer med neutroner, de tunge neutrale partikler, der sad i kernen i de fleste atomer. Dermed splittede han uranatom. Men af forskellige årsager, der hovedsageligt havde at gøre med begrænsningerne i sit teams radiokemi, vidste han ikke det på det tidspunkt. Imidlertid bemærkede hans kolleger, at bombardering af et element, mens det sad på et træbord, overraskende nok gjorde det element mere radioaktivt end da det sad på et marmorbord. Det var ikke et resultat, de forventede, og de kunne måske ikke have bemærket det, men for deres nysgerrighed og observationsstyrker.
På udkig efter en forklaring bragte de fænomenet til Fermi. Fermi tænkte over det og konkluderede, at de lettere kerner i brint og kulstof i træbordet virkede for at bremse neutronerne, hvilket gav neutronerne mere tid til at tilbringe inde i atomkernen og beskadige den - derved stigningen i radioaktivitet. Han udførte et bekræftelseseksperiment med en blok paraffin mellem neutronkilden og målet - paraffin har meget brint og kulstof, så det er ideelt til disse formål.
Det er umuligt at overdrive betydningen af denne utilsigtede opdagelse. Det arbejde, som Fermi efterfølgende førte til at udnytte denne åbenbaring, der kulminerede med udviklingen af den første atomkædereaktion den 2. december 1942 i Chicago, var helt baseret på den "langsomme neutron" -effekt. Grafitstenene, der dannede strukturen i den første atommelige bunke, tjente som moderator til at bremse de neutroner, der udsendes fra uransneglerne, der er indlejret i bunken, hvilket øger sandsynligheden for fission. Ikke kun er alle atomreaktorer baseret på denne effekt; det var et væsentligt aspekt af fissionsforskning, der førte ubemærket til udviklingen af atomvåben.
Den sidste mand, der vidste alt: Livet og tiderne af Enrico Fermi, den nukleare tids far
I 1942 opnåede et team ved University of Chicago, hvad ingen havde før: en atomkædereaktion. I spidsen for dette gennembrud stod Enrico Fermi. Fermi var helt den sidste mand, der vidste alt - i det mindste om fysik, mens han strammede sig over klasserne i klassisk fysik og kvantemekanik, lige så let med teori og eksperiment. Men han var også en kompleks figur, der var en del af både det italienske fascistparti og Manhattan-projektet, og en mindre end ideel far og mand, der alligevel forblev en af historiens største mentorer. Baseret på nyt arkivmateriale og eksklusive interviews, lægger Den Sidste Mand, der vidste alt, det gådefulde liv i en koloss af fysik fra det tyvende århundrede. KøbeFermis videnskab blev styret af uheld på andre måder. Først var der den enkle ulykke ved hans fødsel i 1901, som førte ham til intellektuel modenhed i 1920'erne, på et tidspunkt, hvor dybe problemer med kvanteteori blev adresseret. Den store britiske historiker CP Snow skrev engang om Fermi: ”Hvis Fermi var født et par år tidligere, kunne man godt forestille sig, at han opdagede Rutherfords atomkerne og derefter udviklede Bohrs teori om hydrogenatomet. Hvis dette lyder som hyperbole, lyder sandsynligvis noget ved Fermi som hyperbole. ”
Efter at være født i 1901 var han selvfølgelig for sent til at bidrage til de første år med nukleær fysik. Han blev imidlertid født lige i tide til at bidrage til nogle af de vigtigste udviklinger i kvanteteori. Fermis i dag, i det omfang de eksisterer, arbejder nu i teams med tusinder af eksperimentelle og teoretiske fysikere ved CERN, hvor banebrydende partikelfysik forekommer, men hvor muligheden for individuel præstation er kraftigt begrænset.
For det andet er der hans utilsigtede møde i 13-årsalderen med en kollega af sin far, en mand ved navn Adolfo Amidei, der forstod, at Fermi var et barnedov og tog det på sig selv at give teenageren en grunduddannelse i matematik og fysik - grundlaget som Fermi byggede sin karriere på.
For det tredje er der ulykken med hans ægteskab med en kvinde, der elskede Rom så meget, at hun nægtede at flytte til De Forenede Stater i 1930, da Fermi først ville gøre det. Hvis han havde forladt Rom i de tidlige 1930'ere, hvem ved da, om han ville have gjort sit langsomme neutronarbejde eller opdaget fission?
Som det var, vidste han ikke, at han havde opdelt uranatomet i sine 1934-eksperimenter indtil 1939, da tyske videnskabsmænd meddelte, at de ved replikering af Fermis arbejde i 1934 konkluderede, at han havde skabt uraniumfission. Det faktum, at han brugte blyafskærmning på hvert element, han bombarderede, hvilket skjulte det faktum, at uran udsender en stærk elektromagnetisk puls, når dens kerne er opdelt, er en historisk chancebegivenhed. Hvis han havde vidst, at han splittede uranatomet, kunne Italien have udviklet atomvåben længe før 2. verdenskrig begyndte med totalt uforudsigelige konsekvenser.
Der er også hans ankomst til Columbia University i 1939, muligvis den mest historiske ulykke af dem alle. I Columbia mødte han den ungarske fysiker Leo Szilard, der havde ideen om en nukleare kædereaktion længe før uranatom var blevet splittet, og som pressede Fermi til eksperimenterne, der førte til verdens første kontrollerede, vedvarende nukleare kædereaktion. Hvis Fermi havde valgt at gå til University of Michigan i Ann Arbor (hvor han havde venner) i stedet for Columbia, ville han ikke have stødt på Szilard. William Lanouette, Szilards biograf, mener, at hvis de to mænd ikke var mødt i New York i januar 1939, ville atombombenes historie helt sikkert have været en anden, og en rettidig succes langt mindre sikker. Szilard havde ideen om kædereaktionen; Fermi var den mest kyndige person i verden om, hvordan neutroner passerer stof. Så ulykken, der placerede dem på samme sted på samme tid, var det omdrejningspunkt, som Manhattan-projektet vendte om.
Slående som disse tilfældige begivenheder og ulykker i Fermis karriere bugner videnskabshistorien af dem. Opdagelsen af kemoterapi-medikamentet cisplatin, opdagelsen af radioaktivitet, opdagelsen af kosmisk baggrundstråling og endda opdagelsen af Viagra, blev alle gjort ved en tilfældighed. Emblematisk for denne store størrelse, som tilfældet har spillet i videnskaben, er Alexander Flemings opdagelse af penicillin. Bakteriologiprofessoren forberedte en række Petri-retter med bakteriekolonier, før han rejste på ferie fra sit laboratorium på St. Mary's Hospital i London i september 1928. Tilbage fra ferien gennemgik han forberedelserne og bemærkede til sin overraskelse, at skimmelsvamp havde angrebet en af dem. Han undersøgte skålen yderligere, og bemærkede, at der straks omkring formskolonien ikke voksede bakterier. Han blev fascineret og begyndte på en række eksperimenter og bestemte, at formen udskiller et stof, der dræbte bakterier. Mange lange år med yderligere arbejde var påkrævet, men resultatet - det første større antibiotikum - har ændret medicinpraksis fuldstændigt og for evigt og reddet utallige liv undervejs.
Tilfældige opdagelser er naturligvis undtagelsen, ikke reglen. De fleste forskere tilbringer deres karriere metodisk med at udforske interessante spørgsmål inden for deres respektive områder, og hvis de er heldige, vil de tilføje summen af viden, når de gør det. Og nogle af deres opdagelser vil uden tvivl være store. Einsteins opdagelser var næppe tilfældige - selvom det hjalp, at han blev født i det øjeblik, han var, ikke et årtusinde tidligere.
David N. Schwartz er forfatteren af Den Sidste Mand, der vidste alt: Livet og tiderne af Enrico Fermi, nukleær tids far . Hans far, Melvin Schwartz, delte 1988 Nobelprisen i fysik for opdagelsen af muon neutrino.
