Die breite Öffentlichkeit kann das wissenschaftliche Unternehmen als rational und methodisch betrachten und auf geordnete, kohärente Weise voranschreiten. Aber die Wissenschaft bewegt sich in Anfällen und Anfängen, manchmal vorwärts und manchmal rückwärts, manchmal methodisch und manchmal ganz zufällig. Die außergewöhnliche Rolle, die Zufälle und Unfälle bei wissenschaftlichen Entdeckungen spielen, zeigt sich in der bemerkenswerten Karriere von Enrico Fermi, einem der größten Physiker des 20. Jahrhunderts. Fermi ist vor allem für seine Arbeiten zur Neutronenphysik, zur Kernspaltung und für die Experimente bekannt, die zur ersten Atombombe führten.
Im Oktober 1934 leitete Fermi ein kleines Team in Rom, um radioaktive Elemente durch Beschuss verschiedener Elemente mit Neutronen zu erzeugen, wobei die schweren neutralen Teilchen im Kern der meisten Atome sitzen. Dabei spaltete er das Uranatom. Aus einer Vielzahl von Gründen, die hauptsächlich mit den Einschränkungen der Radiochemie seines Teams zu tun hatten, wusste er dies zu diesem Zeitpunkt nicht. Seine Kollegen bemerkten jedoch, dass das Bombardieren eines Elements auf einem Holztisch überraschenderweise die Radioaktivität dieses Elements erhöhte als auf einem Marmortisch. Es war kein Ergebnis, mit dem sie gerechnet hatten, und sie hätten es vielleicht nicht bemerkt, außer wegen ihrer Neugier und Beobachtungsgabe.
Auf der Suche nach einer Erklärung brachten sie das Phänomen zu Fermi. Fermi dachte darüber nach und kam zu dem Schluss, dass die leichteren Kerne in Wasserstoff und Kohlenstoff auf dem Holztisch die Neutronen verlangsamen und den Neutronen mehr Zeit geben, sich im Atomkern aufzuhalten und ihn zu beschädigen - daher die Zunahme der Radioaktivität. Er führte ein Bestätigungsexperiment mit einem Paraffinblock zwischen der Neutronenquelle und dem Ziel durch - Paraffin enthält viel Wasserstoff und Kohlenstoff und ist daher ideal für diese Zwecke.
Es ist unmöglich, die Bedeutung dieser zufälligen Entdeckung zu überschätzen. Die Arbeit, die Fermi später zu dieser Entdeckung führte und die am 2. Dezember 1942 in Chicago in der Entwicklung der ersten nuklearen Kettenreaktion gipfelte, beruhte ausschließlich auf dem "langsamen Neutronen" -Effekt. Die Graphitsteine, die die Struktur des ersten Atomstapels bildeten, dienten als Moderator, um die Neutronen zu verlangsamen, die von den in den Stapel eingebetteten Uranschüssen emittiert wurden, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Spaltung erhöht wurde. Nicht nur alle Kernreaktoren basieren auf diesem Effekt; es war ein wesentlicher Aspekt der Spaltforschung, der unaufhaltsam zur Entwicklung von Atomwaffen führte.
Der letzte Mann, der alles wusste: Das Leben und die Zeiten von Enrico Fermi, Vater des Atomzeitalters
1942 erreichte ein Team an der Universität von Chicago das, was noch niemand zuvor hatte: eine nukleare Kettenreaktion. An der Spitze dieses Durchbruchs stand Enrico Fermi. Fermi war der letzte Mann, der alles wusste - zumindest was die Physik betraf. Er war aber auch eine komplexe Persönlichkeit, die sowohl zur Italian Fascist Party als auch zum Manhattan Project gehörte, und ein nicht gerade idealer Vater und Ehemann, der dennoch einer der größten Mentoren der Geschichte blieb. Basierend auf neuem Archivmaterial und exklusiven Interviews entblößt The Last Man Who Knew Everything das rätselhafte Leben eines Kolosses aus der Physik des 20. Jahrhunderts. KaufenFermis Wissenschaft war auf andere Weise zufällig geleitet. Erstens gab es den einfachen Unfall seiner Geburt im Jahr 1901, der ihn in den 1920er Jahren zur geistigen Reife führte, zu einer Zeit, in der tiefe Probleme der Quantentheorie angesprochen wurden. Der große britische Historiker CP Snow schrieb einmal über Fermi: „Wenn Fermi einige Jahre zuvor geboren worden wäre, könnte man sich gut vorstellen, dass er Rutherfords Atomkern entdeckt und dann Bohrs Theorie des Wasserstoffatoms entwickelt. Wenn das wie eine Übertreibung klingt, wird alles an Fermi wahrscheinlich wie eine Übertreibung klingen. “
Natürlich war er 1901 geboren und zu spät, um zu den ersten Jahren der Kernphysik beizutragen. Er wurde jedoch gerade rechtzeitig geboren, um zu einigen der wichtigsten Entwicklungen der Quantentheorie beizutragen. Die heutigen Fermis arbeiten, soweit vorhanden, in Teams von Tausenden experimentellen und theoretischen Physikern am CERN, in denen die Teilchenphysik auf dem neuesten Stand ist, die Möglichkeiten für individuelle Leistungen jedoch stark eingeschränkt sind.
Zweitens gibt es eine zufällige Begegnung mit einem Kollegen seines Vaters, einem Mann namens Adolfo Amidei, der verstand, dass Fermi ein Wunderkind war und es auf sich nahm, dem Teenager eine Grundausbildung in Mathematik und Physik zu geben - die Grundlage worauf Fermi seine Karriere aufbaute.
Drittens gibt es den Unfall seiner Ehe mit einer Frau, die Rom so sehr liebte, dass sie sich 1930 weigerte, in die USA zu ziehen, als Fermi dies zum ersten Mal wollte. Wenn er Rom in den frühen 1930er Jahren verlassen hätte, wer weiß, ob er seine langsame Neutronenarbeit getan oder die Spaltung entdeckt hätte?
So wie es war, wusste er nicht, dass er das Uranatom in seinen Experimenten von 1934 gespalten hatte, bis 1939 deutsche Wissenschaftler ankündigten, dass sie bei der Replikation von Fermis Arbeiten von 1934 zu dem Schluss gekommen waren, dass er eine Uranspaltung erzeugt hatte. Sicherlich ist die Tatsache, dass er bei jedem von ihm bombardierten Element eine Bleiabschirmung verwendet hat, die die Tatsache verbirgt, dass Uran einen starken elektromagnetischen Impuls abgibt, wenn sein Kern gespalten wird, ein historisches Zufallsereignis. Wenn er gewusst hätte, dass er das Uranatom spaltet, hätte Italien möglicherweise schon lange vor Beginn des Zweiten Weltkriegs Atomwaffen entwickelt, mit völlig unvorhersehbaren Folgen.
Es gibt auch seine Ankunft an der Columbia University im Jahr 1939, möglicherweise der historischste Unfall von allen. In Kolumbien lernte er den ungarischen Physiker Leo Szilard kennen, der lange vor der Spaltung des Uranatoms auf die Idee einer nuklearen Kettenreaktion kam und Fermi zu den Experimenten drängte, die zur weltweit ersten kontrollierten, anhaltenden nuklearen Kettenreaktion führten. Wenn Fermi sich entschieden hätte, anstelle von Columbia an die Universität von Michigan in Ann Arbor zu gehen (wo er Freunde hatte), wäre er nicht auf Szilard gestoßen. William Lanouette, Szilards Biograf, glaubt, wenn sich die beiden Männer im Januar 1939 nicht in New York getroffen hätten, wäre die Geschichte der Atombombe sicherlich anders verlaufen, und ein zeitlicher Erfolg wäre weit weniger sicher. Szilard hatte die Idee der Kettenreaktion; Fermi war der kenntnisreichste Mensch auf der Welt, wie Neutronen durch Materie passieren. Der Unfall, durch den sie zur gleichen Zeit am gleichen Ort waren, war der Dreh- und Angelpunkt, um den sich das Manhattan-Projekt drehte.
Die Geschichte der Wissenschaft ist so erstaunlich wie diese zufälligen Ereignisse und Unfälle in Fermis Karriere sind. Die Entdeckung des Chemotherapeutikums Cisplatin, die Entdeckung der Radioaktivität, die Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung und sogar die Entdeckung von Viagra erfolgte durch Zufall. Ein Symbol für diese übergroße Rolle, die der Zufall in der Wissenschaft gespielt hat, ist die Entdeckung des Penicillins durch Alexander Fleming. Der Professor für Bakteriologie bereitete eine Reihe von Petrischalen mit Bakterienkolonien vor, bevor er im September 1928 von seinem Labor im St. Mary's Hospital in London in den Urlaub fuhr. Zurück aus dem Urlaub überprüfte er die Vorbereitungen und stellte zu seiner Überraschung fest, dass Schimmel eine befallen hatte von ihnen. Als er die Schale weiter untersuchte, stellte er fest, dass unmittelbar um die Schimmelpilzkolonie keine Bakterien wuchsen. Fasziniert begann er eine Reihe von Experimenten und stellte fest, dass der Schimmel eine Substanz absonderte, die Bakterien abtötete. Viele Jahre weiterer Arbeit waren erforderlich, aber das Ergebnis - das erste große Antibiotikum - hat die medizinische Praxis für immer und gänzlich verändert und dabei unzählige Leben gerettet.
Zufällige Entdeckungen sind natürlich die Ausnahme, nicht die Regel. Die meisten Wissenschaftler beschäftigen sich in ihrer Karriere methodisch mit interessanten Fragen in ihren jeweiligen Bereichen und tragen mit etwas Glück dazu bei, das Wissen auf diese Weise zu erweitern. Und einige ihrer Entdeckungen werden zweifellos großartig sein. Einsteins Entdeckungen waren kaum zufällig - obwohl es half, dass er in dem Moment geboren wurde, als er es war, nicht ein Jahrtausend zuvor.
David N. Schwartz ist der Autor von Der letzte Mann, der alles wusste: Das Leben und die Zeiten von Enrico Fermi, dem Vater des Atomzeitalters . Sein Vater, Melvin Schwartz, erhielt 1988 den Nobelpreis für Physik für die Entdeckung des Myon-Neutrinos.
