费米小传:误得了诺贝尔奖,带给世界原子弹的核能之父

(万象历史特约作者:贝利萨留)

【1901年9月29日】费米小传:误得了诺贝尔奖,带给世界原子弹的核能之父

2011年,一则“中微子超光速”的新闻震撼了世界。众所周知,“光速为第一宇宙速度”,是爱因斯坦以来物理学的公理。难道现代物理学将要被颠覆?很快,“中微子超光速”被证明为实验失误,物理学家们长舒了一口气。

就在爱因斯坦的那个时代,有一个科学家在物理学上的成就,不在爱因斯坦之下,也正是他命名了中微子,他就是核能之父恩利克·费米。

1901年9月29日,费米出生于意大利首都罗马。他年幼时就对科学抱有浓厚的兴趣,经常自己动手做一些物理实验。

1918年7月(17岁),费米高中毕业后,选择去了比萨高等师范学校就读。他一直潜心学习物理,1922年(21岁),获得了比萨大学物理学博士学位。

(青年时代的费米)

1926年,他研究“泡利不相容原理”:微观粒子中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。他得出了遵循“泡利不相容原理”微观粒子的统计规律,称为费米-狄拉克统计。这种微观粒子,就被称为费米子。这对量子物理来说意义重大。

1927年,费米当选为罗马大学的理论物理学教授,是意大利首批理论物理学教授。1928年7月19日,费米与犹太女孩劳拉·卡彭结婚。1929年,费米被墨索里尼任命为意大利皇家科学院院士,同年他加入法西斯党。

(1934年,费米和他的学生们在罗马大学)

30年代,中子被发现了。许多科学家用它去轰击各种元素,研究核反应。1934年,费米用中子轰击元素周期表上最后一个元素——第92号元素铀时,他发现铀被强烈地激活了,并产生了一些“新”元素。他兴奋异常,认为是第93号元素,并称之为“铀X”。

他实验演示了几乎所有元素的中子轰击变化,促使了“慢中子“和核裂变的发现。他在原先的辐射理论和泡利的中微子理论基础上提出了β衰变的费米理论。

1938年,他因此获得诺贝尔物理学奖。虽然,后来证明他的实验并没有产生“新”元素,完全是个乌龙事件。但在他的启示下,第93号、94号超铀元素陆续发现。他为后来的核武器打开了创造之门。

1938年,随着墨索里尼对犹太人的迫害越来越严重,费米和妻子选择了离开意大利,全家去了美国居住。他先后在纽约哥伦比亚大学、芝加哥大学任物理学教授。

此时,第二次世界大战正如火如荼,包括美日德苏在内的诸多国家,都在秘密研究核武器。美国政府也找到费米,让他研究原子弹。

1942年12月2日(41岁),费米在芝加哥大学体育场的壁球馆里,试验成功了世界上第一座受控核反应堆。这在是核物理学上,里程碑意义的事件,如同打开了潘多拉之盒。因此,费米被称作核能之父。

(费米建造的反应堆)

随后,美国军方制定了“曼哈顿计划”,原子弹进入真正的制造阶段,费米是主要领导者之一。1945年7月16日晚上,世界上第一颗原子弹在内华达州的沙漠里引爆成功。此时,费米就在试爆现场附近。

一个多月后,两颗原子弹扔在了日本,二战立刻分出胜负,战后世界的新格局也从此奠定。

(1945年8月9日,长崎“胖子”炸弹上升的蘑菇云)

费米是一个罕见的全才,他在原子物理、光学、电动力学、高能物理等方面,都有杰出的贡献。他与爱因斯坦不同,他既是世界顶尖的理论物理学家,又是世界顶尖的实验物理学家。是他让理论上的核物理,变成了真正的“超级炸弹”。

1954年11月28日,费米在芝加哥去世,年仅53岁。或许,上帝也担心,天知道他还会泄露什么天机呢?

(1954年,费米和妻子在一起)

(万象历史·人物传记写作营的第123篇作品,营员“贝利萨留”的第9篇作品)