Существуют открытия, которые происходят не в результате последовательной работы ума, завершающейся обычно актом озарения, а случайно — чаще всего, когда технические возможности позволяют заглянуть в более глубокую или далёкую реальность. Например, явление радиоактивности непременно было бы открыто в ходе систематического исследования солей радия, но его обнаружили случайно, когда никто этого явления не предсказывал и не исследовал. Неожиданностью стало открытие Джеймса Уотсона и Фрэнсиса Крика, что молекула ДНК имеет форму двойной спирали.

 В фантастике тоже существуют озарения такого типа. Разумеется, фантастическое открытие отличается от научного — ведь фантаст ставит мысленный эксперимент, в результате которого обнаруживается ранее неизвестное явление. В начале XX века уже говорили о том, что атом должен иметь сложное строение, но никому из физиков в голову не приходила идея о том, что внутри атома заключена огромная энергия, которую можно использовать. А русский учёный Александр Богданов (Малиновский) опубликовал в 1908 году роман «Красная звезда», где описал «этеронеф»: космический корабль марсиан с атомными двигателями. Ещё до того, как Эрнст Резерфорд создал планетарную модель атома!

 Роман «Красная звезда» русского писателя, экономиста, философа, учёного-естествоиспытателя А. А. Богданова (1873—1928) вышел в свет в 1908 году. Это произведение можно считать предтечей советской научной фантастики.

 С использованием атомной энергии в фантастике связано немало удивительных совпадений. Например, Владимир Никольский, опубликовавший в 1926 году повесть «Через тысячу лет», писал, что первая атомная бомба будет взорвана в 1945 году, а Герберт Уэллс в романе «Освобождённый мир» (1913), что первая атомная электростанция вступит в строй в 1953 году.

К неожиданным открытиям фантастов можно отнести и физическое явление, «обнаруженное» Ричардом Кеннеди в романе «Тривселенная» (1912). Он предположил, что каждый атом представляет собой замкнутую вселенную со всеми свойствами той огромной Вселенной, которая открывается нам в мире звёзд и галактик. Как литературное произведение роман не выдержал испытания временем, но его фантастическая идея живёт: воздействие на микромир изменяет мегаструктуру Вселенной.

Правомерность идеи далеко не очевидна (особенно в свете современных космологических представлений), но очевидно стремление фантастов создать своего рода «единую теорию мироздания», связывающую все структурные уровни материального мира. Такая модель описана, например, в повести Михаила Емцева и Еремея Парнова «Уравнение с Бледного Нептуна» (1964).

Есть аналогичные идеи и в «обычной» науке. Академик Моисей Александрович Марков утверждал, что может существовать мир, находящийся на грани исчезновения для внешнего наблюдателя. Воспринимается он как элементарная частица с массой в миллионную долю грамма. Такой объект (фридмон) может заключать в себе целую Вселенную.

Ещё одно «неожиданное» открытие: высокотемпературная сверхпроводимость, описанная Жюлем Верном в последнем романе «Необыкновенные приключения экспедиции Барсака». Писатель впервые заговорил о том, что в веществе, проводящем электрический ток, может полностью (при комнатной температуре!) исчезнуть сопротивление и движение тока будет происходить без потерь. Явление сверхпроводимости открыл голландский физик Хейке Каммерлинг-Оннес в 1911 году. Исчезновение электрического сопротивления наблюдалось, когда проводник охлаждали до температуры, близкой к абсолютному нулю. Долгое время считалось невозможным существование явления сверхпроводимости при комнатной температуре, во всяком случае в земных условиях (в недрах нейтронных звёзд, например, сверхпроводимость существует при температуре около миллиона градусов, но там и плотность вещества колоссальна — до миллиарда тонн в кубическом сантиметре!).