恩利克·費(fèi)米
恩利克·費(fèi)米簡(jiǎn)介
公元1901～公元1954
第一臺(tái)核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)師恩利克·費(fèi)米于1901年出生在意大利羅馬。讀書時(shí)他是一個(gè)非常出類拔萃的學(xué)生，不滿二十一歲就在比薩大學(xué)獲得理學(xué)博士學(xué)位。二十六歲時(shí)他就在羅馬大學(xué)當(dāng)上了正教授。當(dāng)時(shí)他已經(jīng)發(fā)表了他的第一篇主要論文，論述了物理學(xué)中的一個(gè)深?yuàn)W的分支，人稱量子統(tǒng)計(jì)學(xué)。在這篇論文中，費(fèi)米發(fā)展了量子統(tǒng)計(jì)學(xué)，用它來(lái)描述某類粒子大量聚集的行為，這類粒子人稱費(fèi)米子。由于電子、質(zhì)子和中子──構(gòu)成普通物質(zhì)的三種“建筑材料”都是費(fèi)米子，所以費(fèi)米學(xué)說(shuō)具有重要的科學(xué)意義。費(fèi)米方程可以使我們更好地了解原子核、退化物質(zhì)（諸如出現(xiàn)在某些種類星體內(nèi)部的退化物質(zhì)）的行為，以及金屬的特性和行為── 一個(gè)有明顯實(shí)際用途的課題。
1933年費(fèi)米提出了β衰變（一種放射）學(xué)說(shuō)，對(duì)當(dāng)今物理學(xué)中的兩個(gè)重要課題──中微子和弱相互作用首次作了定量分析。這類研究外行人不會(huì)真正懂得，費(fèi)米成了世界上主要的物理學(xué)家之一。但是費(fèi)米取得他最重大的成就的時(shí)機(jī)尚未到來(lái)。
1932年英國(guó)物理學(xué)家詹姆斯·查德威克發(fā)現(xiàn)了一種新的亞原子粒子──中子。從1954年起，費(fèi)米就開始用中子轟擊大多數(shù)已知的化學(xué)元素。他的實(shí)驗(yàn)表明許多種原子能夠吸收中子，這樣在原子核變化中產(chǎn)生的原子在很多情況下具有放射性。人們可能會(huì)猜想，如果中子的運(yùn)動(dòng)速度很快，它就能比較容易穿入原子核。但是費(fèi)米的實(shí)驗(yàn)證明實(shí)際情形與此相反，如果首先讓中子穿過(guò)石臘或水使之減速，那么就較容易被原子吸收。費(fèi)米的這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)在建造核反應(yīng)堆中有著非常重要的應(yīng)用。在核反應(yīng)堆中用來(lái)使中子減速的物質(zhì)叫做減速劑。
費(fèi)米由于對(duì)中子吸收做了重要的研究，于1938年獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。但是就在這時(shí)他卻在意大利遇到了麻煩。一是因?yàn)樗钠拮邮仟q太人，意大利法西斯政府頒布出一套粗暴的反對(duì)猶太人的法律；二是因?yàn)橘M(fèi)米強(qiáng)烈反對(duì)法西斯主義──墨索里尼獨(dú)裁統(tǒng)治下的一種危險(xiǎn)的態(tài)度。1938年12月他前往斯德哥爾摩接受諾貝爾獎(jiǎng)，此后就沒有返回意大利，而是去了紐約。哥倫比亞大學(xué)主動(dòng)為他提供職位，并為自己的師資隊(duì)伍中增添了一位世界上最偉大的科學(xué)家而感到自豪和驕傲。1944年費(fèi)米加入美國(guó)籍。
在1939年初，據(jù)李澤·梅特納、奧特·哈爾姆和弗里茨·斯特拉斯曼報(bào)導(dǎo)，中子被吸收后有時(shí)會(huì)引起鈾原子裂變。這項(xiàng)報(bào)導(dǎo)發(fā)表后，和其他幾位主要的物理學(xué)家一樣，費(fèi)米立即認(rèn)識(shí)到一個(gè)裂變的鈾原子可以釋放出足夠的中子來(lái)引起一項(xiàng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，而且還和另外幾位物理學(xué)家一樣，費(fèi)米馬上就預(yù)見到這樣的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可用于軍事目的潛在性。1939年3月，費(fèi)米與美國(guó)海軍界接觸，希望引起他們對(duì)發(fā)展原子武器的興趣。但是直到幾個(gè)月后阿爾伯特·愛因斯坦就此課題給羅斯福總統(tǒng)寫了一封信以后，美國(guó)政府才對(duì)原子能給予重視。
美國(guó)政府一有了興趣，建立一個(gè)模式原子反應(yīng)堆就成了科學(xué)家的首要任務(wù)，以探明自保持的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是否確實(shí)可行。由于恩利克·費(fèi)米是世界上主要的中子權(quán)威，且集理論與實(shí)驗(yàn)天才于一身，所以被選為世界第一臺(tái)核反應(yīng)堆攻關(guān)小組組長(zhǎng)。他最初在哥倫比亞大學(xué)工作，隨后又到芝加哥大學(xué)工作。1942年12月2日，在芝加哥，費(fèi)米指導(dǎo)下設(shè)計(jì)和制造出來(lái)的核反應(yīng)堆首次運(yùn)轉(zhuǎn)成功。這是原子時(shí)代的真正開端，因?yàn)檫@是人類第一次成功地進(jìn)行了一次核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。試驗(yàn)成功的消息以意味深長(zhǎng)的預(yù)言形式一下子就傳到了東方：意大利航海家進(jìn)入了新世界。……隨著這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的成功，即刻做出了全速開展哈曼頓工程計(jì)劃。費(fèi)米在這項(xiàng)工程中作為一位主要的科學(xué)顧問(wèn)，繼續(xù)發(fā)揮著重要的作用。
戰(zhàn)后，費(fèi)米在芝加哥大學(xué)任教授。他于1954年去逝。費(fèi)米結(jié)過(guò)婚，有兩個(gè)孩子。100號(hào)化學(xué)元素鉘就是為紀(jì)念他而命名的。
費(fèi)米是一位重要的人物，其理由有以下幾點(diǎn)。首先無(wú)容爭(zhēng)辯他是二十世紀(jì)最偉大的科學(xué)家之一，又是在理論和實(shí)驗(yàn)雙方面都出類拔萃的幾位科學(xué)家之一。本文只記敘了費(fèi)米最重要的科學(xué)成果中的幾項(xiàng)，實(shí)際上他在一生中寫出過(guò)250多篇科學(xué)論文。
第二，費(fèi)米是原子彈發(fā)明中的一位很重要的人物，雖然其他幾位科學(xué)家對(duì)其發(fā)展也起了同樣重要的作用。
費(fèi)米的主要貢獻(xiàn)在于他在發(fā)明核反應(yīng)堆中所起的重要作用。十分顯然，這項(xiàng)發(fā)明的主要功勞應(yīng)歸于費(fèi)米。他最先對(duì)有關(guān)方面的基礎(chǔ)理論做出了重大的貢獻(xiàn)，隨后又親自指揮第一座核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)和建造。
自從1945年以來(lái)，原子武器并沒有用于戰(zhàn)爭(zhēng)，而是建造了許多核反應(yīng)堆，為和平事業(yè)提供能源。在將來(lái)反應(yīng)堆可能會(huì)是更重要的能源。此外，有些反應(yīng)堆用來(lái)生產(chǎn)所需的放射性同位素，用于醫(yī)學(xué)和科研；反應(yīng)堆還是兇多吉少的钚源，钚是一種可用來(lái)制造原子武器的物質(zhì)。人們會(huì)擔(dān)心核反應(yīng)堆可能會(huì)給人類造成大災(zāi)難，但是無(wú)人認(rèn)為它是一項(xiàng)舉無(wú)輕重的發(fā)明。不管是兇是吉，費(fèi)米的發(fā)現(xiàn)在未來(lái)的年代可能會(huì)對(duì)世界產(chǎn)生巨大的影響。