分享

一个差点被认为是低能儿的超级天才,成了原子弹的创始人

 许兴华数学 2016-11-21


恩里科.费米(Enrico Fermi,1901年9月29日—1954年11月28日),美籍意大利裔物理学家,1938年诺贝尔物理学奖获得者。他对理论物理学和实验物理学方面均有重大贡献,首创了β衰变的定量理论,负责设计建造了世界首座自持续链式裂变核反应堆,发展了量子理论。


   1945年7月16日,美国新墨西哥州人迹罕至的沙漠中传出的一声巨响远处,巨大的冲击波席卷而来。远处,一个戴眼镜的中年男子向着冲击波来袭的方向撒出一把纸片,在根据纸片飞行的距离估算出这声巨响的威力后,这个中年人的脸上露出了一丝如释重负的笑容。

  不到一个月后,日本的广岛长崎相继出传来类似的巨响,原子弹就此横空出世。说起这种超级武器的问世,就不得不说一下前面提到的中年人,他叫恩里科.费米。

曾经的低能儿  

  1901年9月29日,恩里科.费米(后面简称费米)出生在意大利首度罗马的一个铁路工人家庭。作为家中最小的孩子,童年的费米身材瘦小,不爱说话,看上去很没精神,因此给人一种缺乏想象力,不够聪明的感觉,后来甚至一度和爱因斯坦一样,被怀疑智商低下。

  事情是这样的,在上小学二年级时,老师问费米:“铁能制造什么?”当时的费米每天上下学都要经过一个叫“铁床工厂”的地方,因此就想也没想的回答:“铁能制作床。”虽然这个回答在原则上并没错,但不知怎么回事,老师却对费米给出的答案很不满意,并由此认定费米是个智商低下的孩子,更无语的是,老师的这个看法居然得到了费米母亲的认同(好奇葩的母亲)。她们哪里知道,费米其实是个非常聪慧的孩子


小时候的费米和哥哥姐姐在一起,中间为费米(网络图)


给教授讲课的学生  

虽然不善言谈,但费米却很善于思考问题,10岁的时候他就能独立理解表示圆的公式X2+Y2=R2,很早就能熟练掌握意大利语、拉丁语和希腊语。很快,费米在物理学上的造诣也凸现出来。

  1918年,接近成年的费米以极高的分数考进了比萨高等师范学院。在入学考试时,费米写的一篇名为《声音的特性》的论文引起了主考教授的关注,这是一篇介绍有关振簧的偏微分方程的傅里叶级数解的文章。主考教授对于一个不到18岁的青年能够写出如此高深的文章感到非常吃惊,特意把费米叫到办公室进行了一次单独“会晤”。从那时起,费米就引起了物理学权威们的关注。

  在比萨高等师范学院的四年中,费米更加系统的学习了物理跟数学的专业知识。凭借在物理学方面的高深造诣,费米在进入高年级后,就已经掌握了比很多教师还要多的物理知识,甚至对爱因斯坦的相对论有独到的见解。这样的情况导致当时的学校里出现一个很另类的景象,那些教授们不但不给费米上课,反而还经常像学生一样坐下来听他“授业解惑”。

青年时的费米(网络图)


低调的工作狂  

1926年,25岁的费米成了罗马大学最年轻的物理系教授,这使得他可以更加专注的研究物理。两年后的1928年,他和相恋了四年的女友劳拉喜结连理。

  婚后的费米深感责任的重大,为了让妻子生活的好一些,他决定尝试写一些物理学方面的著作来增加收入。为此,他每天清晨5点就构思并写作,8点后则正常去学校上班,一直到晚上,回家后则会再写上一两个小时。

  看到丈夫如此辛苦,原本对物理并不感冒的劳拉也开始做一些相关的工作,例如帮费米绘制插图,记录他口述的内容等。在夫妻俩的共同努力下,他们不仅帮意大利的一所中学编写了物理课本,甚至还给权威的《意大利百科全书》提供了不少稿子,直到今天,世界上依然发行着很多由费米编写的物理学著作。在那段时间,夫唱妇随的费米夫妇,真可谓一对让所有人都羡慕的生活伴侣。

  1929年,还不满30岁的费米又成了意大利最年轻的科学院院士,这使得他的知名度进一步提升,但此时的费米却依旧像小小时候一样低调。当时意大利科学院受法国科学院的启发,给每一位院士都配发了一套镶有银条,闪着亮光的衣服;一顶黑色的帽子和一件黑斗篷;以及一柄短剑,穿上后宛然一副“剑客”的打扮,甚至还授予了“阁下”的称号。当其他人以穿上这样的衣服而感到有派头,并且以被称为阁下为荣时,费米却觉得滑稽可笑。因此,他平日里只穿很普通的衣服。一次,费米和妻子一起到一家旅馆,老板问他是不是费米阁下,不想暴露身份的费米随口说自己是费米的远房亲戚。

婚礼前的费米和劳拉(网络图)


华丽的转身  

光阴荏苒,时间转眼来到1934年,这一年物理学界发生一件重大事件。著名的居里夫人的女儿和女婿向世界宣告:他们做了一个实验,用高速a粒子当做“炮弹”,来轰击并不具备天然放射能力的铅原子,结果发现了人工放射现象,这种放射现象跟很多天然元素的放射现象一模一样。

  酷爱物理的费米立即对这个消息产生了浓厚的兴趣,他当即作出一个重大决定:着手研究人工放射,而且是要走一条崭新的途径。

  不过,这个想法虽然很好,实现起来却困难重重。罗马大学因为条件有限,根本无法为费米提供做实验所需的仪器和设备,经费上更是无从保障。面对“骨感”的现实,费米丝毫没有退去,他先是自己动手制作相关的仪器;接着又从大学的地下室里找到了一克镭,以及一套从中提取“氡”的设备。氡是镭在自然衰变中形成的一种可以放射出a粒子的气体。随后费米让a粒子轰击一种叫“”的元素,进而又获得了可以用来轰击原子的中子。此时的费米终于可以大干特干了。他冲进位于大学二楼的物理实验室开始了苦心的钻研。

  天道酬勤,费米的努力很快得到了回报。这年秋天,费米和几位同事无意中发现,如果把在中子源和银块放在石蜡中,会导致银的放射能力提高100倍。兴奋地他们立即又将中子源和银块放进水中,得到了相同的结果。费米随机对这种不同寻常的现象进行了分析,并得出结论:中子在穿过石蜡和水时速度减慢,增大了被同处其中的银原子接触的概率,从而使更多的银原子转化为放射性物质。

  费米的这一发现,无异于给人工开发放射性元素又增加了一条途径。为此,在1938年的年底,费米成了诺贝尔榜单上的一员


费米在罗马大学工作时的物理实验室(网络图)


和“战争狂”抢时间  

所谓“福无双至,祸不单行”,就在费米的事业蒸蒸日上之际,上天却跟他开了个残酷的玩笑。1938年,意大利的时任统治者,法西斯党头目墨索里尼效仿希特勒,开始逮捕和迫害犹太人。很不幸的是,费米的妻子劳拉就是一个地地道道的犹太姑娘。为了妻子的安全,费米利用到瑞典领奖的机会,举家逃到了美国,并在哥伦比亚大学任教。

  费米到美国后没多久,就听到了一个让人倍感恐怖的消息:德国法西斯正在加紧研制原子武器,希特勒想要以核弹来实现自己统治世界的目的。这让全世界爱好和平的科学家们不禁为之担忧,1941年底,在爱因斯坦等人的提议下,美国政府决定启动名为“曼哈顿”的原子弹研制计划,费米是主要的参与者之一。


费米(中)和另两外研制原子弹的科学家在讨论(网络图)

 1942年12月2日,在费米的指挥下,人们按照事先计算好的尺度,将控制棒一点点地从核反应堆中抽取出来,这天下午的3时20分,核反应堆开始运行。制造原子弹的基础条件就此形成。这是世界上第一座“人工核反应堆”。

  为了防止纳粹前来破坏,费米等人在美国政府的统一安排下,于1943年初秘密转移到了位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯峡谷附近,一块人迹罕至的空地上。很快这里就被高高的铁丝网围了起来,对外还去了一个颇为怪异的名子—1663号信箱。


反应堆实验现场的专家们,那个盯着计算尺的想必就是费米了(网络图)

  在这个与世隔绝的地方,费米和同事们一起没日没夜的工作,最后终于在1945年的7月12日制成了世界上第一颗原子弹。四天后,这颗原子弹被成功引爆。

  此时,法西斯阵营中的德国和意大利已经投降,只有日本还在负隅顽抗。为了尽快结束战争,美国政府决定对日本本土投放原子弹。这一计划遭到了部分科学家的反对,但费米却有不同的看法,在他看来只有这样严厉的惩罚,才能迫使贪婪的战争狂们屈服。事实证明费米的判断是正确的。20几天后,广岛和长崎的爆炸震惊了整个世界,也成了击垮隅顽抗的日本法西斯的最后一根稻草。


后世的纪念  

战后的费米再次走进核研究所,继续展开对高能粒子物理的研究,并很快建立起一个全新的“高能粒子物理学派”。为了表彰他的功绩,美国政府于1946年3月19日授予其国会勋章

  长期接触放射性物质,严重损害了费米的健康,1954年11月29日,正值事业巅峰的费米,在食道癌和胃癌的双重这么下永久的离开了人世。为了纪念他,科学界将元素周期表中的第100号元素命名为“”,以此来缅怀他对世界的贡献

via:蝌蚪五线谱。摘自:中科院物理所。编辑:@vingce


-----这里是数学怪才会关注的------

超级数学建模”(微信号supermodeling),每天学一点数学知识,轻松数学科普,了解最新数学应用,做个好玩的理性派。20万数学精英都在关注!



    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多