Masyarakat umum dapat memandang perusahaan ilmiah sebagai rasional dan metodis, bergerak maju secara teratur, kohesif. Tetapi sains bergerak maju dan mundur, kadang maju dan kadang mundur, kadang secara metodis dan kadang secara tidak sengaja. Peran luar biasa yang dimainkan kebetulan dan kebetulan dalam penemuan ilmiah dapat dilihat dalam karier luar biasa Enrico Fermi, salah satu fisikawan terhebat abad ke-20. Fermi dikenal terutama karena karyanya pada fisika neutron, fisi nuklir, dan eksperimen yang mengarah pada bom atom pertama.
Pada Oktober 1934, Fermi memimpin sebuah tim kecil di Roma untuk menciptakan unsur-unsur radioaktif dengan membombardir berbagai unsur dengan neutron, partikel netral berat yang berada di inti sebagian besar atom. Dengan melakukan itu dia membelah atom uranium. Tetapi karena berbagai alasan, terutama karena keterbatasan radiokimia timnya, ia tidak mengetahui hal ini pada saat itu. Namun, rekan-rekannya memang memperhatikan bahwa membombardir suatu unsur ketika sedang duduk di atas meja kayu, secara mengejutkan, membuat unsur itu lebih bersifat radioaktif daripada ketika ia duduk di atas meja marmer. Itu bukan hasil yang mereka perkirakan, dan mereka mungkin tidak menyadarinya tetapi karena rasa ingin tahu dan kekuatan pengamatan mereka.
Mencari penjelasan, mereka membawa fenomena itu ke Fermi. Fermi memikirkannya dan menyimpulkan bahwa inti yang lebih ringan dalam hidrogen dan karbon di meja kayu bertindak untuk memperlambat neutron, memberi neutron lebih banyak waktu untuk dihabiskan di dalam inti atom dan merusaknya — karena itu peningkatan radioaktivitas. Dia melakukan percobaan konfirmasi dengan blok parafin antara sumber neutron dan target — parafin memiliki banyak hidrogen dan karbon, jadi sangat ideal untuk tujuan ini.
Mustahil untuk melebih-lebihkan pentingnya penemuan yang tidak disengaja ini. Pekerjaan yang selanjutnya dipimpin Fermi untuk mengeksploitasi wahyu ini, yang memuncak dalam pengembangan reaksi berantai nuklir pertama pada 2 Desember 1942 di Chicago, didasarkan sepenuhnya pada efek "neutron lambat". Batu bata grafit yang membentuk struktur tumpukan atom pertama berfungsi sebagai moderator untuk memperlambat neutron yang dipancarkan dari siput uranium yang tertanam di seluruh tumpukan, meningkatkan kemungkinan fisi. Tidak hanya semua reaktor nuklir berdasarkan efek ini; itu adalah aspek penting dari penelitian fisi yang menyebabkan, tak terhindarkan, pengembangan senjata nuklir.
Orang Terakhir Yang Tahu segalanya: Kehidupan dan Masa Enrico Fermi, Bapak Zaman Nuklir
Pada tahun 1942, sebuah tim di Universitas Chicago mencapai apa yang tidak dimiliki siapa pun sebelumnya: reaksi berantai nuklir. Di garis depan dari terobosan ini adalah Enrico Fermi. Mengangkangi zaman fisika klasik dan mekanika kuantum, sama-sama merasa nyaman dengan teori dan eksperimen, Fermi benar-benar orang terakhir yang tahu segalanya - setidaknya tentang fisika. Tetapi dia juga seorang tokoh kompleks yang merupakan bagian dari Partai Fasis Italia dan Proyek Manhattan, dan ayah dan suami yang kurang ideal yang tetap menjadi salah satu mentor terbesar dalam sejarah. Berdasarkan bahan arsip baru dan wawancara eksklusif, Manusia Terakhir yang Tahu Segalanya memberikan kehidupan misterius dari sejumlah besar fisika abad kedua puluh. MembeliIlmu pengetahuan Fermi dibimbing oleh kecelakaan dengan cara lain. Pertama, ada kecelakaan sederhana kelahirannya pada tahun 1901, yang membawanya ke kematangan intelektual pada tahun 1920-an, pada saat masalah yang mendalam dari teori kuantum sedang ditangani. Sejarawan Inggris terkenal CP Snow pernah menulis tentang Fermi: “Jika Fermi dilahirkan beberapa tahun sebelumnya, orang bisa membayangkan dia menemukan inti atom Rutherford, dan kemudian mengembangkan teori Bohr tentang atom hidrogen. Jika ini terdengar seperti hiperbola, segala sesuatu tentang Fermi sepertinya terdengar seperti hiperbola. ”
Tentu saja, setelah dilahirkan pada tahun 1901, ia sudah terlambat untuk berkontribusi pada tahun-tahun awal fisika nuklir. Namun, dia dilahirkan tepat pada waktunya untuk berkontribusi pada beberapa perkembangan paling penting dari teori kuantum. Fermis hari ini, sejauh mereka ada, sekarang bekerja dalam tim dari ribuan fisikawan eksperimental dan teoretis di CERN, di mana fisika partikel mutakhir terjadi tetapi di mana ruang lingkup untuk pencapaian individu dibatasi dengan tajam.
Kedua, ada pertemuan tak disengaja pada usia 13 dengan seorang rekan dari ayahnya, seorang pria bernama Adolfo Amidei, yang mengerti bahwa Fermi adalah anak ajaib dan membawanya pada dirinya sendiri untuk memberi remaja itu pendidikan sarjana dalam matematika dan fisika — yayasan dimana Fermi membangun karirnya.
Ketiga, ada kecelakaan pernikahannya dengan seorang wanita yang sangat mencintai Roma sehingga dia menolak untuk pindah ke Amerika Serikat pada 1930, ketika Fermi pertama kali ingin melakukannya. Jika dia meninggalkan Roma pada awal 1930-an, siapa yang tahu apakah dia akan melakukan pekerjaan neutronnya yang lambat atau menemukan pembelahan?
Karena itu, dia tidak tahu dia telah membagi atom uranium dalam eksperimen 1934 sampai 1939, ketika para ilmuwan Jerman mengumumkan bahwa dalam mereplikasi karya 1949 Fermi mereka menyimpulkan bahwa dia telah menciptakan fisi uranium. Tentunya fakta bahwa ia menggunakan pelindung timbal pada setiap elemen yang dibombardir, yang menyembunyikan fakta bahwa uranium memancarkan pulsa elektromagnetik yang kuat ketika nukleusnya terpecah, adalah peristiwa peluang bersejarah. Jika dia tahu bahwa dia membelah atom uranium, Italia mungkin telah mengembangkan senjata nuklir jauh sebelum Perang Dunia II dimulai, dengan konsekuensi yang sama sekali tidak terduga.
Ada juga kedatangannya di Universitas Columbia pada tahun 1939, mungkin merupakan kecelakaan paling bersejarah di antara mereka semua. Di Columbia ia bertemu dengan fisikawan Hongaria Leo Szilard, yang memiliki gagasan tentang reaksi berantai jauh sebelum atom uranium terpecah, dan yang menekan Fermi ke dalam eksperimen yang mengarah pada reaksi berantai nuklir berkelanjutan pertama yang dikendalikan di dunia. Jika Fermi memilih untuk pergi ke University of Michigan di Ann Arbor (di mana dia punya teman) daripada Columbia, dia tidak akan bertemu dengan Szilard. William Lanouette, penulis biografi Szilard, percaya bahwa jika kedua orang itu belum bertemu di New York pada Januari 1939, sejarah bom atom tentu akan berbeda, dan keberhasilan yang tepat waktu jauh lebih tidak pasti. Szilard memiliki gagasan tentang reaksi berantai; Fermi adalah orang yang paling berpengetahuan di dunia tentang bagaimana neutron melewati materi. Jadi kecelakaan yang menempatkan mereka di tempat yang sama pada saat yang sama adalah titik pivot tentang mana Proyek Manhattan berbalik.
Yang mencolok karena peristiwa dan kecelakaan acak dalam karier Fermit ini adalah, sejarah sains berlimpah bersama mereka. Penemuan cisplatin obat kemoterapi, penemuan radioaktivitas, penemuan radiasi latar belakang kosmik, dan bahkan penemuan Viagra, semuanya dibuat secara kebetulan. Emblematic dari peran outsized ini yang telah terjadi dalam dunia sains adalah penemuan Alexander Fleming akan penisilin. Profesor bakteriologi menyiapkan serangkaian cawan Petri dengan koloni bakteri sebelum pergi berlibur dari labnya di Rumah Sakit St. Mary di London pada September 1928. Kembali dari liburan, ia meninjau persiapan dan, yang mengejutkan, memperhatikan bahwa jamur telah menginfeksi satu cawan. dari mereka. Setelah memeriksa piring itu lebih jauh, ia mengamati bahwa segera di sekitar koloni kapang tidak ada bakteri yang tumbuh. Penasaran, ia memulai serangkaian percobaan dan menentukan bahwa jamur mengeluarkan zat yang membunuh bakteri. Diperlukan bertahun-tahun untuk penelitian lebih lanjut, tetapi hasilnya — antibiotik besar pertama — telah mengubah praktik kedokteran sepenuhnya dan selamanya, menyelamatkan banyak nyawa di sepanjang jalan.
Penemuan tak disengaja, tentu saja, pengecualian, bukan aturannya. Sebagian besar ilmuwan menghabiskan karier mereka secara metodis mengeksplorasi pertanyaan-pertanyaan menarik di bidangnya masing-masing, dan jika mereka beruntung akan menambah jumlah pengetahuan saat mereka melakukannya. Dan beberapa penemuan mereka tidak diragukan lagi akan luar biasa. Penemuan Einstein nyaris tidak disengaja — walaupun itu membantunya lahir pada saat itu, bukan milenium sebelumnya.
David N. Schwartz adalah penulis The Last Man Who Knew Everything: The Life and Times of Enrico Fermi, Bapak Zaman Nuklir . Ayahnya, Melvin Schwartz, berbagi Hadiah Nobel Fisika 1988 untuk penemuan muon neutrino.
