正文 第23章 費米:擁抱原子世界的著名物理學家(1 / 3)

意大利物理學家費米是20世紀自然科學界一位獨一無二的人:他既是一位思想深邃的理論家,又是一位傑出的實驗家。費米對現代物理的貢獻在於:費米一狄拉克量子統計法的創立;在現代的相互作用理論中得到進一步發展的β衰變理論的創立;中子減速效應的發現;對中子數物理學的研究;第一個原子反應堆的建成和原子能提取成功;對高能粒子的研究……這些貢獻,對於20世紀以及未來的物理學,探索物質能量奧秘等方麵,都有不可磨滅的貢獻。他的思想,他的成就,至今依然熠熠發光。

1901年9月29日,恩裏科·費米出生在意大利首都羅馬一個鐵路職員的家庭,他是家裏3個孩子中最小的一個。童年的費米,個頭瘦小,不大整潔,易發脾氣,見人害羞,給人的印象是個精神貧乏,缺乏想像力的孩子。在小學二年級時,老師要他寫出用鐵能製造什麼?因他每天上學路上都可看見“鐵床工廠”的招牌,他寫道:“用鐵可以做一些床。”老師不大高興,懷疑這個不大說話、毫不起眼的孩子智力低下,就連他的母親也有同感。其實,小費米是個非常聰明、愛動腦筋的孩子。10歲時,他就能獨立理解x2 y2=r2方程為什麼是表示一個圓的高深數學問題。他在答題中說“一些”就暗含著他知道不是所有的床都是用鐵做的,這恰恰是他肯動腦筋的生動例證。

費米從小就愛讀書,除潛心學習意大利文、拉丁文和希臘文外,更大的興趣是數學和物理學。課堂上學到的知識遠遠滿足不了他對知識的渴求,他大量地閱讀課外書籍,書本打開了費米的眼界,使他知道了世界上還有許許多多尚未揭開的秘密。

1918年,17歲的費米以優異的成績考入比薩高等師範學院。入學考試時,主考的教授被費米那篇題為《聲音的特性》的論文所震驚,這是一篇關於振簧的偏微分方程的傅立葉級數解。他特地找費米到辦公室做了一次非正式談話。從這時起,費米在物理學領域的傑出才能就引起了學術界的注意。

在比薩高等師範學院度過了4年光陰的費米,在物理學和數學上都打下了堅實的基礎,尤其在理論物理方麵,造詣更是精深。在念高年級時,費米成了學校量子理論的權威,教授們在講授現代物理時,不能傳授新的知識,反而請費米給他們講授關於愛因斯坦相對論的課,學生成了先生的先生。

順利地念完大學,費米回到羅馬,回到他家裏。這位年輕的物理學家麵臨著尋找專業對口工作的難題。不久,他懷著躊躇和擔心的心情拜望了科爾比諾。這是位專長磁光學和電工學的實驗物理學教授,也是位有聲望的人物,是科學院院士,羅馬大學物理研究所所長、參議員、部長,意大利電氣工業領導人之一。但是那天他並沒有談物理學,也不是為未來的工作製訂計劃,他們在談論法西斯領袖墨索裏尼的暴力宣傳和政局。那天晚上,費米把談話敘述給別人聽,但他最終留了下來,一直到16年後,他才離開意大利前往美國。

1926年,費米擔任了羅馬大學的物理學教授,並且在羅馬永久定居下來,直到他偕同妻子及孩子於1938年去美國。同時到羅馬大學任教的還有費米在比薩師範學院的好友拉賽蒂。這時候費米僅25歲。

1928年7月19日是羅馬炎熱的一天,那天費米和認識了4年之久的勞拉終成眷屬。參議員科爾比諾親自參加了他們的婚禮,隨後,他們開始了他們的新婚旅行。婚後,他們的收入僅夠買起碼的生活必需品,費米意識到對家庭的責任,他覺得需要有更多的錢,這並不是為了過一種豪華的生活,而是為了獲得一種安全感,以備應付緊急的需要,於是,他開始寫作以獲得額外的收入。他和妻子勞拉曾為意大利中學寫過一本物理學教科書,還參加過《意大利百科全書》的編寫工作,擔任過幾年百科全書物理組的編輯,以後的事實證明費米的著作是非常成功的,直到今天,全世界各地仍有許多年輕人通過費米所著的書籍掌握了或正在掌握物理學。總的說來,費米和勞拉的婚姻是比較美滿的,閑暇時費米經常教妻子物理學的課程;或是兩人合作編書,費米口述,勞拉則負責筆錄和繪插圖;或者是和朋友們一道互相問百科知識以逗樂。這種親密的深厚感情,一直伴隨著他們到晚年。

費米使自己生活中的一切順從他的工作。他每天早晨5點半到8點按時構思和寫作理論文章,然後到大學上班或去實驗室工作直到深夜,隻有在吃午飯和兩小時午休時才放下工作。費米頭腦裏的鬧鍾走得非常準確,他和妻子在1點鍾吃中飯,8點鍾吃晚飯,費米從來不遲也不早。在下午3點鍾的時候,他便暫時停下來,讀讀報紙或者幹脆打一場網球,然後再回去工作。晚飯後,勞累的一天結束後,費米通常會連續不斷地打哈欠,揉眼睛,但他會堅持到規定的9點半才去睡覺,從不早也從不晚,他是個條理井然的人。前蘇聯科學院院士波捷科爾夫寫道:“費米的生活過得就像有一種什麼荷爾蒙在支配著他的感情和生活方式,使其自動地保證有最佳條件從事科學研究。”

運氣似乎很鍾愛費米,1929年3月,意大利科學院任命第一批院士。費米被選中,那一年他才不滿28歲。受到法國科學院服裝的啟發,意大利科學院發的服裝帶有大銀花銀飾亮光閃閃,褲子上鑲有銀條。服裝中還包括一頂翹著翎毛的帽子,一個短劍和一件把全身裹住的黑鬥篷,費米覺得穿上這些肯定滑稽可笑。除了院士服外,隨著院士級別而來的另一個使他忐忑不安的是“閣下”的頭銜,費米認為那個頭銜即使是在意大利中央官僚主義的國家裏,也是毫無用處的。一次他同妻子去滑雪旅行,走到一家他們曾經住過的旅館時,經理問他:“您是費米閣下的什麼親屬嗎?”“是個遠親”,他回答。費米不是個喜歡讓人注意到他的人。