Orang awam boleh melihat perusahaan saintifik sebagai rasional dan sistematik, bergerak ke hadapan dengan cara yang teratur dan kohesif. Tetapi sains bergerak sesuai dan bermula, kadang-kadang ke depan dan kadang-kadang ke belakang, kadang-kadang secara kaedah dan kadang-kadang agak tidak sengaja. Peranan yang luar biasa bahawa peluang dan kemalangan dalam penemuan saintifik dapat dilihat dalam kerjaya luar biasa Enrico Fermi, salah seorang ahli fizik terbesar abad ke-20. Fermi dikenali terutamanya untuk kerja-kerja fizik neutron, pembelahan nuklear, dan eksperimen yang membawa kepada bom atom pertama.
Pada bulan Oktober 1934, Fermi mengetuai pasukan kecil di Rom untuk mewujudkan unsur radioaktif dengan membombardir pelbagai elemen dengan neutron, zarah-zarah neutral berat yang duduk di inti atom paling banyak. Dengan berbuat demikian dia memecah atom uranium. Tetapi untuk pelbagai sebab, perlu dilakukan terutamanya dengan batasan radiokimia pasukannya, dia tidak tahu ini pada masa itu. Walau bagaimanapun, rakan sekerjanya mendapati bahawa membombardir unsur semasa ia duduk di atas meja kayu, dengan mengejutkan, menjadikan unsur itu lebih radioaktif daripada ketika duduk di atas meja marmer. Ia bukan satu hasil yang mereka jangkakan, dan mereka mungkin tidak menyedarinya tetapi kerana rasa ingin tahu dan kuasa pemerhatian mereka.
Mencari penjelasan, mereka membawa fenomena itu kepada Fermi. Fermi memikirkannya dan menyimpulkan bahawa nukleus ringan dalam hidrogen dan karbon di meja kayu bertindak untuk memperlahankan neutron, memberikan neutron lebih banyak masa untuk dibelanjakan di dalam nukleus atom dan merosakkannya-oleh itu peningkatan radioaktiviti. Beliau menjalankan percubaan pengesahan dengan blok parafin di antara sumber neutron dan target-paraffin mempunyai banyak hidrogen dan karbon, jadi sesuai untuk tujuan ini.
Tidak mustahil untuk melebih-lebihkan pentingnya penemuan ini tidak sengaja. Kerja-kerja yang kemudiannya diterapkan oleh Fermi untuk mengeksploitasi wahyu ini, memuncak dalam perkembangan reaksi rantai nuklear pertama pada 2 Disember 1942 di Chicago, didasarkan sepenuhnya pada kesan "neutron perlahan". Batu bata grafit yang membentuk struktur tiang atom pertama berkhidmat sebagai moderator untuk melambatkan neutron yang dipancarkan dari saraf uranium yang tertanam di seluruh longgokan, meningkatkan kebarangkalian pembelahan. Bukan sahaja semua reaktor nuklear berdasarkan kesan ini; ia adalah satu aspek penting dalam penyelidikan pembelahan yang menyebabkan, dengan tak terhingga, pembangunan senjata nuklear.
The Last Man Who Knew Everything: The Life and Times of Enrico Fermi, Father of the Nuclear Age
Pada tahun 1942, satu pasukan di Universiti Chicago mencapai apa yang ada sebelum ini: tindak balas rantai nuklear. Di barisan hadapan penemuan ini berdiri Enrico Fermi. Melangkah keupayaan fizik klasik dan mekanik kuantum, sama dengan mudah dengan teori dan eksperimen, Fermi benar-benar adalah lelaki terakhir yang mengetahui segala-galanya - sekurang-kurangnya mengenai fizik. Tetapi dia juga merupakan tokoh kompleks yang merupakan sebahagian daripada Parti Fasis Itali dan Projek Manhattan, dan seorang bapa dan suami yang kurang dari-ideal yang tetap menjadi salah seorang mentor terbesar sejarah. Berdasarkan bahan arkib baru dan wawancara eksklusif, The Last Man Who Knew Everything menampakkan kehidupan enigmatic dari colossus fasa abad kedua puluh. BeliSains Fermi dipandu secara tidak sengaja dengan cara lain. Pertama, terdapat kemalangan sederhana kelahirannya pada tahun 1901, yang menyebabkan dia menjadi matang kemahiran intelektual pada tahun 1920-an, ketika masalah-masalah mendalam tentang teori kuantum sedang ditangani. Ahli sejarah British yang hebat CP Snow pernah menulis mengenai Fermi: "Jika Fermi dilahirkan beberapa tahun lebih awal, seseorang dapat membayangkan dia menemui nukleus atom Rutherford, dan kemudian mengembangkan teori Bohr mengenai atom hidrogen. Jika ini kelihatan seperti hiperbola, apa-apa tentang Fermi mungkin terdengar seperti hiperbola. "
Sudah tentu, setelah dilahirkan pada tahun 1901, dia terlambat untuk menyumbang kepada fisika nuklear pada tahun-tahun awal. Walau bagaimanapun, beliau dilahirkan tepat pada masanya untuk menyumbang kepada beberapa perkembangan penting teori kuantum. Fermis hari ini, setakat ini wujud, kini bekerja dalam pasukan beribu-ribu ahli fizik percubaan dan teoretikal di CERN, di mana fizik zarah canggih berlaku tetapi di mana skop untuk pencapaian individu terkawal dengan ketara.
Kedua, terdapat pertemuan yang tidak disengajakan pada usia 13 tahun dengan seorang rakan bapanya, seorang lelaki bernama Adolfo Amidei, yang memahami bahawa Fermi adalah seorang kanak-kanak yang ajaib dan membawanya kepada dirinya sendiri untuk memberikan pendidikan pelajar sarjana dalam matematik dan fizik-asas di mana Fermi membina kerjayanya.
Ketiga, terdapat kemalangan perkahwinannya dengan seorang wanita yang sangat menyukai Rom sehingga dia enggan berpindah ke Amerika Syarikat pada tahun 1930, ketika Fermi mula-mula ingin melakukannya. Sekiranya dia telah meninggalkan Rom pada awal 1930-an, siapakah yang tahu sama ada dia akan melakukan kerja neutron perlahan atau mendapati pembelahan?
Pada masa itu, dia tidak tahu bahawa dia telah memecah atom uranium dalam eksperimennya pada tahun 1934 sehingga 1939, apabila para saintis Jerman mengumumkan bahawa dalam mereplikasi kerja-kerja Fermi pada tahun 1934 mereka menyimpulkan bahawa dia telah mencipta pembelahan uranium. Sesungguhnya hakikat bahawa dia menggunakan pelindung utama pada setiap elemen yang dibombardirnya, yang menyembunyikan fakta bahawa uranium mengeluarkan nadi elektromagnetik yang kuat apabila nukleusnya dipecah, merupakan peristiwa bersejarah. Sekiranya dia tahu bahawa dia memecahkan atom uranium, Itali mungkin telah membangunkan senjata nuklear sebelum Perang Dunia II bermula, dengan akibat yang tidak dapat diramalkan.
Terdapat juga ketibaannya di Columbia University pada tahun 1939, mungkin kemalangan yang paling bersejarah bagi mereka semua. Di Columbia, beliau bertemu ahli fizik Hungary Leo Szilard, yang mempunyai idea reaksi rantai nuklear jauh sebelum atom uranium dipecah, dan yang menekan Fermi ke dalam eksperimen yang membawa kepada tindak balas rantai nuklear terkawal yang terkawal di dunia. Jika Fermi memilih untuk pergi ke University of Michigan di Ann Arbor (di mana dia mempunyai kawan) dan bukannya Columbia, dia tidak akan bertemu dengan Szilard. William Lanouette, ahli biografi Szilard, percaya bahawa jika kedua-dua lelaki itu tidak bertemu di New York pada Januari 1939, sejarah bom atom pastinya berbeza, dan kejayaan yang tepat pada masanya jauh kurang pasti. Szilard mempunyai idea tindak balas rantai; Fermi adalah orang yang paling berpengetahuan di dunia tentang bagaimana neutron melaluinya. Jadi kemalangan yang meletakkan mereka di tempat yang sama pada masa yang sama adalah titik pivot yang mana Projek Manhattan bertukar.
Menyerang sebagai peristiwa rawak dan kemalangan dalam karier Fermi adalah, sejarah sains melimpah dengan mereka. Penemuan cisplatin ubat kemoterapi, penemuan radioaktiviti, penemuan radiasi latar belakang kosmik, dan juga penemuan Viagra, semuanya dibuat secara kebetulan. Emblematic peranan yang diasingkan ini yang berlaku dalam sains adalah penemuan penisilin Alexander Fleming. Profesor bakteriologi menyediakan satu siri hidangan Petri dengan koloni bakteria sebelum bercuti dari makmalnya di Hospital St. Mary di London pada September 1928. Kembali dari bercuti, beliau mengkaji semula persiapan dan, mengejutkannya, mendapati acuan telah dipenuhi satu daripada mereka. Memeriksa lagi hidangan itu, dia memerhatikan bahawa segera di sekitar koloni acuan tidak ada bakteria yang tumbuh. Tertarik, dia memulakan satu siri eksperimen dan menentukan bahawa acuan itu menyembunyikan bahan yang membunuh bakteria. Banyak kerja bertahun-tahun yang lebih lama diperlukan, tetapi hasilnya - antibiotik utama pertama-telah mengubah amalan perubatan dengan sempurna dan selama-lamanya, menyelamatkan nyawa yang tidak terhitung sepanjang perjalanan.
Penemuan yang tidak sengaja tentunya pengecualian, bukan peraturannya. Kebanyakan saintis membelanjakan kerjaya mereka secara metrik meneroka soalan-soalan menarik dalam bidang masing-masing, dan jika mereka bernasib baik akan menambah jumlah pengetahuan seperti yang mereka lakukan. Dan beberapa penemuan mereka tidak akan ragu-ragu. Penemuan Einstein hampir tidak disengajakan-walaupun ia membantu dia dilahirkan pada masa ini, bukan milenium lebih awal.
David N. Schwartz adalah pengarang The Last Man Who Knew Everything: The Life and Times of Enrico Fermi, Bapa Zaman Nuklir . Bapanya, Melvin Schwartz, berkongsi 1988 Hadiah Nobel dalam Fizik untuk penemuan muon neutrino.
