费米(1)〈原子能之父〉
图1:费米
一、 前言
1938年,哈恩发现铀原子被中子撞击时,会分裂变成大小不等的二半,并放出巨大的能量,称为「核分裂」。
费米根据这项发现,于1942年成功地制造出第一座以核分裂的连锁反应,产生巨大能量的原子反应炉。
原子核分裂所产生的巨大能量,由二次大战时,投掷在广岛与长崎的原子弹中获得证实。1945年,美国分别投在广岛与长崎的两颗原子弹.使这两个城市几乎全毁,并夺走无数人的生命。
目前原子能应用最广的是核能发电,许多天然能源较缺乏的国家,都积极推广核能发电。此外,利用原子炉为动力的核能引擎也是另一个研究方向。今日的核子潜艇、核子航空母舰都是。
费米除了在原子能有极大贡献外,今日,理论物理学和实验物理学几乎已完全分了家。但兼具这两种物理学而且登峰造极的最后一位物理学家,可以说就是费米。
二、费米出生
1901年9月29日,费米(Enrico Fermi)出生于意大利首都罗马,父亲阿尔贝托‧费米( Alberto Fermi)是铁道部督察室的处长,母亲爱达‧迪‧嘉蒂斯(Ida de Gattis),是一位小学老师。他排行老三,上有一个哥哥和一个姊姊。他姊姊,玛丽亚(Maria),比他大两岁,哥哥,朱利奥(Giulio),比她大一岁。
他和哥哥被送到乡下给奶妈抚养,而恩里科‧费米在二岁半时才回罗马老家。
虽然恩里克出生于意大利罗马天主教的家庭,他的父母不很热心宗教,他父亲的来自皮亚琴察(Piacenza),皮亚琴察是意大利北部的一座城市,而他的母亲的家庭来自巴里(Bari),他的受洗是祖父母的心愿。不过,当费米长到成年,他却成为一个“不可知论者”( agnostic)。
三、 进小学
费米在6岁时进小学,在儿童时,他的哥哥朱利奥是玩伴。他们从小便是形影不离的伙伴,由于志同道合,把大部分的时间用在制造电力发动机和飞机模型上面,对学校里的功课也非常的用功。他表现非凡的才能,特别是在数学,在十岁时让人匪夷所思他已经知道x2 + y2 = r2代表一个圆。
四、 进文科中学及高中
当费米十岁时,他小学毕业,进入文科中学读5年,然后到高级中学读3年,准备进入大学,这二个学校所教的都是一般中学所该读的,没有特别的地方。因此费米自学了解微积分、理论力学、向量分析,这时他的物理知识已超越老师,数学更是无所不知的神童。
可是,悲惨的事故却突然降临在这个幸福的家庭里,1915年,当费米十四岁时,哥哥朱利奥因喉疮而接受手术,结果不幸死亡。这件事给他一家人的打击太大了,尤其是对费米的母亲而言,痛失了最疼爱的孩子。而费米在哥哥死后,比从前更沉默寡言,把悲痛化为力量,更加努力读书,将他和哥哥间的情谊长存于他的脑海中。
费米物理学的研究的一来源是在罗马鲜花广场看到一本书,这本900页的书叫物理数学原本(Elementorum physicae mathematicae) ,从1840年以来是耶稣会神父安德烈‧卡拉法(Andrea Caraffa )用拉丁文写的,卡拉法是罗马学院的教授。它涵盖了数学、古典力学、天文学、光学,和声学。
不久,费米认识了志同道合的少年恩里科‧佩西科(Enrico Persico),佩西科是费米哥哥的同学,二人一起研究科学项目,诸如制造陀螺仪和测量地球磁场,佩西科后来也成为理论物理学教授。
这一年,费米在物理的兴趣进一步受他父亲的同事阿道夫‧阿米得 (Adolfo Amidei)的鼓励,他给他几本高深的物理和数学的书,他阅读的速度很快,马上融入了书本。