费米的物理“教皇”之路

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1、费米的物理“教皇”之路费米的物理“教皇”之路如果让你随便说出一个国际著名实验室，你会想到哪一个？很多人都会脱口而出：费米实验室。位于美国伊利诺伊州的费米实验室全称为费米国立加速器实验室，拥有目前全世界能量输出最高的粒子加速器，由于其经常取得世界瞩目的科研成果而全球闻名。这么重要的实验室，以费米命名，那么费米是何许人物呢？费米被公认为20世纪首席物理大师之一，他首创了B衰变理论,是弱相互作用理论的前导，负责设计建造了世界首座自持续链式裂变核反应堆。费米还是曼哈顿计划的主耍领导者，与罗伯特・奥本海默共同被尊称为“原子弹之父”。以

2、他的名字命名的科学名词有费米黄金定则、费米统计、费米子、费米面、费米液体及费米常数等等。这位对于理论物理学和实验物理学均做出了重大贡献的跨界物理大师,有一个外号叫“教皇”。从爱读书的小孩到科学巅峰，从恶作剧少年到最年轻院士，科学之路上这位物理“教皇”留下了怎样的故事呢？通过阅读走出童年阴影恩里科•费米出生在意大利罗马一个小康之家。父亲阿尔伯托是一位铁路段长，费米的母亲生育了3个孩子:1899年玛利亚出生，1900年朱利奥出生，1901年我们的主角一一恩里科•费米出生。3个仅相差一岁的孩子让费米太太力不从心，于是将老二朱利奥和

3、老三费米送往乡下。乡下相依为命的生活，让小费米和哥哥朱利奥建立起了深深的感情依赖。他们年龄相仿，都天赋异禀，都有着非同一般的聪慧。童年时，他们一起制作出自己设计的电动机，并使电动机运转；他们绘制出让周围所有儿童着迷的飞机引擎草图，让专家们都惊叹不已；费米和哥哥还一同设计制作了很多机械玩具和电动玩具。1915年冬天的一个突发事件改变了费米的一生。朱利奥突然不幸病逝了，费米从此失去了最好的朋友和玩伴。哥哥去世后，学习成了费米排解忧伤的唯一方式。他深深地沉醉在数学和物理学中，在轻轻松松完成了学校的功课后，还如饥似渴地到处寻找书籍，

4、他阅读了《物理数学初步》这木专业书籍，并认为这是一本非常好的书。这种阅读和学习培养了费米清晰的思维、数学方面的才能和对科学的兴趣,也为费米后來的科学Z路奠定了基础。比萨大学的“传奇”学生1918年，中学毕业的费米参加了比萨大学高等师范学院的入学考试。费米被要求写一篇关于弦振动的论文，费米交的论文题为《声音的性质》，文中他列出了一根振动棒的偏微分方程，并用傅立叶分析解出了这个方程。这篇出自高中生Z手的论文让主考官惊叹，甚至决定面见这个才华横溢的年轻人，并告诉费米他是一个“出类拔萃”的人。这个出众的年轻人到大学后，几乎没有老师可

5、以教他知识，因为他懂得太多。费米只有靠自学获取知识。费米认真地研读了法国科学家庞加莱的《涡流理论》、徳国物理学家普朗克的《热力学》、英国物理学家理查森的《物质的电子理论》和卢瑟福的《放射性物质和它们的放射性》等诸多名家名作，甚至还包括丹麦物理学家玻尔论氢原子的第-篇论文。从他选择的书目就可以看出他超出同龄人的学术鉴别能力。费米大学吋期的物理学老师甚至要求费米教他理论物理学，而费米毫不客套，很快给他的老师开设了-门关于爱因斯坦相对论的课程。1920年，费米通过了预备性课程，进入比萨大学物理系准备他的博上论文。物理实验室的主任给

6、了他很大的自由，他和同学弗朗科•拉塞蒂等人拥有实验室、图书馆、仪器室的钥匙，可以随时查阅资料，做实验。费米和他的好朋友们在这里尽情发挥着自己的才能。尽管费米后來以理论物理学家著称，但这段经历却锻炼了他的动手能力,而且他一直认为理论与实验工作同等重要。1922年，21岁的费米获得了物理学博士学位，论文内容是弯曲晶体的X射线衍射以及由此方法获得的图像。按照惯例，费米要做…场学位论文公开演讲o很多人都期待听到这位在比萨大学俨然已经成为物理学权威人士的学生的演讲，但是这个演讲却让很多人“失望”To并不是费米的演讲内容不够精彩，而是他

7、的物理学造诣超出了很多人的理解能力，除了少数几个人惊讶地扬起眉毛Z外，其他人均是一头雾水，观众席中甚至有人打起哈欠。罗马学派的物理“教皇”1923年，费米获得意大利教育部一个自然科学博士后奖学金，赴徳国哥廷根，跟随著名理论物理学家马克斯・玻恩学习量了论。玻恩在量子力学方面做出的贡献为费米以后的工作提供了必要的知识基础。1924年，费米回到意大利，并在佛罗伦萨大学教授数学。两年之后，费米的一篇关于理想气体行为的论文获得了意大利著名物理学家、罗马大学物理系主任柯比诺教授的青睐，被邀请担任理论物理学教授的职务，并开设了当时意大利国

8、内第•个理论物理学讲座。26岁的费米获得了人生第一个终身席位，对大多数教授来说，他们可能要到50岁才能得到这个席位。在罗马大学，费米与自己大学时的同学、青年物理学家拉塞蒂一起成为了新成立的罗马大学物理研究所的核心人物。他们经常与几位有才华的年轻学者一起进行物理学探讨和研究，后来他们的研究小