科学家传奇

第十六章 他得到以自己名字命名的大奖

　　在能源越来越紧张的今天，核能已成为人类最重要的能源之一。为了奖励在核能的开发、利用或控制方面取得杰出科技成就的科学家，美国政府于1954年设立了费米奖。

　　费为奖尽管由美国政府设立，但仍算得上是一项国际奖，因为它不授予单项成果，而是以获奖者一生的功绩作为评价标准，予以奖励，一般每年颁发一次，所以获奖者大多是功成名不的科学泰斗，由此让费米奖名扬国际科学界。费米奖获奖候选人由美国全国科学院院士、各科学技术学会的官员和其他有专业知识或专门特长的人士提名推荐，推荐人还包括其他国家政府机构的负责人以科学界人士。费米奖的评选与颁发工作由美国能源研究和开发署负责，初评出来的人选，最后需要经过美国总统的批准才能生效。费米奖的获得者除了可以得到一笔25000美元的奖金外，还有一枚金质奖章和一份荣誉状。如果获奖者超过一人，奖金数额就变成50000美元，由几个获奖者平分。

　　费米奖是以著名的美籍意大利物理学家恩里科·费米的姓名命名的，以纪念他对原子物理学研究所作出的巨大贡献。而最令人称奇的是，1954年，这位在现代物理理论和实验方面都有第一流建树的科学家，在逝世之前获得首届以他名字命名的费米奖，这也许是颁奖史上最独特的一幕。

　　学生给老师上课

　　1901年9月29日，意大利罗马城里一个普通铁路员工的家里，一个又瘦又小的婴儿呱呱坠地了，他就是恩里科·费米。从幼年起，小费米就表现出十足的好奇心和极强的自制力。街上孩子们在抽陀螺，小费米却在一旁望出了神。他正在想：为什么陀螺旋转时直立不倒，为什么慢下来时轴与地面有个夹角？

　　费米从小喜爱书籍，酷爱学习。罗马有一个著名的百花广场，每逢星期三这天，许多商人都来到这个露天市场摆摊，从活鱼到鲜花，从古董到旧衣服，应有尽有。费米对百花广场很熟悉，每星期三他总要来这里的地摊上搜索一番。原来，从小就喜欢读书的费米根本不满足课堂上所学到的那点知识，他对数学和物理特别感兴趣。但是一来他没有什么零用钱，二来他的父亲又没有藏书，费米就只好到百花广场买一些价钱很便宜的旧书。有一次，费米如获至宝地买到了一部用拉丁文写的论述数学物理的书，他如饥似渴地“啃”起这本大部头著作，被书中介绍的有关波的传播、行星的运动、海洋潮汐的循环等知识深深地吸引住了。

　　费米费米的母亲是一位中学教师，非常支持费米这方面的学习爱好，这让读中学时的费米表现非常优秀，他成为学校的模范学生，各方面成绩总是名列前茅。

　　费米对发明创造非常着迷，他曾和哥哥一起设计和制造了一台简易电动机，还设计了飞机引擎等，这些设计活动，更增加了他对科学的热爱。在所有的学科中，他偏爱数学和物理，在这种兴趣的引导下，小费米有时总能做出一些让大人吃惊的举动。费米10岁时，有一次无意中听到大人们谈论用3.15×108m/s表示圆，对这听来的如同天书般的交谈，小费米决定独自弄懂它，他抱着书本左看右翻，终于通过自学弄清了这一难懂的表示式。他常常一个人就这样独自抱着书本钻研，由此自学了大量的代数、几何、分析题目等方面的知识。

　　17岁时，费米以第一名的成绩考入比萨大学师范学院。他的入学试卷中有道“声音的特性”试题，详细探讨了振动杆的实例，写出了振动杆偏微分方程。主考官对这一通篇无错的答卷惊讶万分，交口称赞，认为这是意大利科学复兴的希望之作。进入大学后，学校图书馆里藏量丰富的书籍成为他最好的老师。在比萨大学，这位天才学生被认为是相对论和量子理论的最高权威，甚至被邀请给学校的教授们讲授爱因斯坦的相对论。

　　1922年，年仅21岁的费米获博士学位，1926年起任罗马大学教授。此后10年，是他进行科学创造的黄金时代，并在他周围形成著名的罗马学派。1938年，费米因“发现中子轰击产生的新放射性元素并发现用慢中子实现核反应”，获得诺贝尔物理学奖，并移居美国。

　　打开原子能的大门

　　1934年以后，核物理进入新的发展阶段。法国的居里夫妇宣布发现了最新研究成果：稳定的原子核在高速粒子轰击下变成放射性核。费米认为中子有较大速度和能量，所以决定用中子来轰击重元素。试验在罗马大学物理楼紧张而有序地进行，费米带领大家按元素周期表顺序逐个轰击。氢、锂、硼、碳……没一种元素被击活。大家感到失望时，费米要大家冷静坚持下去。奇迹终于出现了！当氟被强热激活时，平静的实验室一片欢腾，为庆祝胜利，助手们把费米抛了起来。经过两个月试验，他们找到30多种放射性同位素。费米与他的同事们在这方面的工作，奠定了中子物理学的基础，他被誉为“中子物理学之父”。

　　1939年初，两位德国科学家在柏林用慢中子轰击铀，裂变过程释放出大量核能。这使费米异常兴奋，并开始进行理论论证。很快，他提出一个假说：铀分裂时放射中子，一个铀原子释放两个中子，这两个中子又同时去打碎另两个铀原子，又使它们各放射出两个中子，这样持续下去，直到铀原子全部分裂完为止，这就是链式反应。这一理论的重要意义是，每个原子被中子轰击分裂时能释放出巨大能量。这就为和平利用原子能奠定了理论基础。

　　从1939年到1942年，在攻克了中子减速和减少中子逸失两个难关后，费米科学小组开始筹建第一个核反应堆。在美国芝加哥大学体育场下面的网球场，40多名科学家经过6个星期的紧张筹建，迎来了具有历史意义的一天：1942年月12月2日下午，费米亲自下令第一个可控链式反应开始进行实验，从此，这一具有划时代意义的实验把人们带入引原子能时代。

　　令人遗憾的是1945年8月6日、9日，日本广岛、长崎的爆炸声震撼了全世界，费米决定离开“战争科学”，回到基础研究。不久，费米回到芝加哥，成立了核研究所。慢慢地，在他身边又聚集了大批富有创见、年轻的科学家，他直接培养的学生就有5人获得诺贝尔奖，其中就有我国的杨振宁、李政道两位科学家。

　　1954年12月9日，病魔夺去了费米的生命，人们将永远怀念这位为世界打开原子能大门的科学巨人。费米一生主要从事统计物理、原子物理、原子核物理、粒子物理、天体物理和技术物理等方面的研究，他先后获得德国普朗克奖章、美国哲学会刘易斯奖学金等大奖。1953年被选为美国物理学会主席。甚至为了纪念他对科学的贡献，1955年原子序数100的人工所制元素被命名为镄。