תגלית

דוגמאות לתגליות מדעיות

גילויו של גלילאו גליליי את הירחים של צדק נחשב לאחד הגילויים החשובים שהביאו להחלפתה של תאוריית מערכת כוכבי הלכת הגאוצנטרית (שכדור הארץ במרכזה) בתאוריית המערכת ההליוצנטרית (שהשמש במרכזה). כפי שעולה מתיאורו של גלילאו בספרו "השליח הכוכבי" (Sidereus Nuncius) (1610). הגילוי לא היה מובן מאליו, אלא דרש מעקב ממושך בטלסקופ במשך מספר לילות רצופים, והבנה שגרמי השמים שבהם מדובר הם למעשה ירחים המקיפים כוכב לכת.
יוהנס קפלר גילה את החוקים המוכרים כיום כחוקי קפלר, ומתארים את תנועת כוכבי הלכת סביב השמש, בעקבות עבודה ממושכת שכללה ניתוח של התצפיות האסטרונומיות הרבות שערך טיכו ברהה. תגליתו של קפלר בדבר התנועה האליפטית של כוכבי הלכת סביב השמש הייתה מפתיעה ביותר, ועם זאת הוא בפירוש התכוון לגלות את אופי התנועה, ולבחון האם נכונה התאוריה המקובלת באותם ימים, על כך שמסלוליהם של גרמי השמים חייבים להיות מעגליים. 
גילויו של כוכב הלכת נפטון, כמעט 250 שנה מאוחר יותר, יכול להיחשב גם הוא כגילוי לאחר חקירה בכיוון הנכון. למעשה, מיקומו חוּשב עוד בטרם הגילוי, בעזרת מציאת השפעתו על המסלול של אורנוס. לעומת זאת, גילוי פלוטו בשנת 1930 היה מקרי. ההערכה המוקדמת כי אמור להימצא כוכב לכת נוסף שמשפיע על מסלולו של אורנוס הייתה שגויה, משום שהמסלול לא נמדד כהלכה. האסטרונומים צפו על אזור מסוים בחלל שבו אמור היה להימצא העצם שמשפיע על מסלולו של אורנוס ומצאו שם את פלוטו. מאוחר יותר התברר שמסתו של פלוטו נמוכה ואין לו כלל השפעה על אורנוס.
הפעולה הרפואית של פניצילין כחומר שקוטל חיידקים היא דוגמה נוספת לתגלית שיש בה מקריות. אלכסנדר פלמינג גידל חיידקים במעבדה ומצא זיהום (לא מתוכנן) פטרייתי באחת מצלחות הפטרי. כאשר ראה שחיידקים אינם גדלים בקרבת הזיהום, החל פלמינג לחקור את השפעת הפטרייה על החיידקים. גילוי הפניצילין הוא דוגמה, אחת מני רבות, לתגלית שככל הנראה התגלתה באופן בלתי תלוי קודם לגילוי ה"רשמי", בידי מדענים אחרים, אולם היא לא הובנה כראוי או שלא זכתה לפרסום מסיבות שונות. 
גילוי תכונת הכיראליות של חומרים כימיים במאה ה-19 הוא דוגמה לעבודה "שיטתית". התגלית התרחשה הודות לעבודתם המסודרת של ז'אן-בטיסט ביו ולואי פסטר שבדקו את התכונות האופטיות של חומרים אורגניים בעזרת אור מקוטב.
קרני ה-X משמשות כיום במגוון יישומים. התגלית שזיכתה את וילהלם רנטגן בפרס נובל לפיזיקה הייתה מקרית, ולאחר זמן התברר שבעצם הוא לא הבין בצורה מדויקת את מהותה. רנטגן חקר בשנת 1895 את הקרינה הנפלטת משפופרות ריק. במקרה הוא הניח את ידו בין שפופרת בקופסה אטומה ללוח צילום, וצילום רטנגן של היד הופיע על הלוח. חזרה שיטתית על הניסוי הביאה את הפיזיקאי המנוסה למסקנה שגילה קרניים מסוג חדש, בעלות חדירות גבוהה בצורה יוצאת דופן. לימים התברר, בניסויים אחרים, שקרני-X הן קרינה אלקטרומגנטית בעלת תדר גבוה מזה של האור הנראה, ובכך קיבלה תגליתו של רנטגן את הפירוש הפיזיקלי המדויק. 
במחצית הראשונה של המאה ה-20 היו חלקיקים אלמנטריים שבגילויים הייתה מידה מסוימת של מקריות, אך כיום חלקיקים חדשים כמעט שאינם מתגלים במקרה. על מנת לגלות אותם יש להשקיע סכומי כסף גדולים בבניית מאיצי חלקיקים המיועדים ליצירת החלקיקים, והמדינות שמממנות את הניסויים לא מוכנות להשקיע סכומים אלה אם אין תוכנית עבודה מסודרת הכוללת את רשימת כל הגילויים הצפויים במאיץ. דוגמה לתגלית כגון זו היא גילויו של הקווארק העליון בפרמילאב בשנת 1995, שקיומו נחזה שנים רבות קודם לכן במסגרת המודל הסטנדרטי של החלקיקים.
קרינת הרקע הקוסמית, שמהווה את אחד האישושים החזקים לתאוריית המפץ הגדול, התגלתה במקרה בשנת 1964. חוקרים שעסקו בנושא ניסו במשך שנים לגלות קרינה זו שמקורה באירוע היווצרות האטומים הראשונים כ-380,000 שנה לאחר המפץ הגדול. האסטרונומים ארנו פנזיאס ורוברט וילסון מ"מעבדות בל", שעסקו בניסויי רדיו-אסטרונומיה בשנת 1964, קלטו באמצעות אנטנה רגישה רעש רקע שהפריע להם להתחיל את הניסוי. האסטרונומים הבינו שהרעש מגיע מכל הכיוונים באופן אחיד וניתחו את תכונותיו בצורה מדויקת. הם לא הכירו את התאוריה שחוזה את קיומה של קרינת הרקע הקוסמית, ורק לאחר ששוחחו עם עמיתיהם בדבר רעש הרקע שהם קלטו, הבינו פנזיאס ווילסון את גודל התגלית.

אקראיות כנגד עבודה שיטתית

קיימת נטייה לייחס חלק גדול מהתגליות לאקראיות, ואכן מוכרים מקרים רבים שבהם עובד החוקר בצורה שיטתית בכיוון מסוים, אך מגלה תגלית אחרת מזו שציפה לה. אקראיות זו מצומצמת מזו המשתמעת מהמושג "אקראיות", משום שגם כאשר מדובר בתגלית אקראית, המגלים הם בדרך כלל חוקרים שעסקו שנים רבות במחקר (אם כי לא התכוונו לגלות את שגילו). באנגלית, היכולת לגלות תגלית כזו מכונה serendipity (סרנדיפיות), וזה גם שם העצם המתאר תגלית שהתגלתה בדרך זו. יובל נאמן הציע את המילה "אתינות" בתור תרגום ליכולת מיוחדת זו (בעקבות סיפורו של שאול שהלך לחפש אתונות ומצא מלוכה). אולם, רוב התגליות נעשות לאחר חקירה ממושכת בכיוון הספציפי, ולאחר איסוף כמות מספיקה של נתונים. ייתכן שהטיה קוגניטיבית גורמת לנו לחשוב שמידת האקראיות בתגליות היא משמעותית, ומשכיחה את גורם העבודה הקשה והאפורה הנלווה לרוב רובן של התגליות.
הסיפור הידוע ביותר אודות תגלית אקראית הוא סיפור התפוח שנפל על ראשו של אייזק ניוטון, ובעקבותיו ניסח ניוטון את חוק המשיכה האוניברסלי. יש המרחיבים את חלקה של יד הגורל, ומוסיפים שניוטון נדחף לבוסתן התפוחים על ידי מגפת דבר שפקדה את אנגליה. יש להזכיר שתפוחים נפלו מעצים אלפי שנים קודם לכן, ואיש לא ניסח את חוקי הכבידה בעקבות זאת. גם אם נפילת התפוח נתנה השראה לניוטון, שהיה עסוק באותה תקופה בניסיון להבין את חוקי הטבע הבסיסיים שמסבירים את התגלית האמפירית של יוהנס קפלר (חוקי קפלר), ברור שאין היא מהווה תנאי מספיק לפיתוח התאוריה.