标题：恩里科·费米
简介
  恩里科·费米恩里科·费米（意大利语：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。他被称为现代物理学的最后一位通才，对理论物理学和实验物理学均做出了重大贡献。他是量子力学和量子场论的创立者之一。他首创了弱相互作用（β衰变）的费米理论，负责设计建造了世界首座自持续链式裂变核反应堆。他还是曼哈顿计划的主要领导者。以他的名字命名的有费米黄金定则、费米-狄拉克统计、费米子、费米面、费米液体及费米常数等等。[1]
生平
  费米出生于意大利首都罗马，父亲阿尔贝托·费米是通讯部的职员。他在中学时代就展现了在数学和物理方面的才能。1918年获得比萨高等师范学校的奖学金。四年之后他在比萨大学获得了物理学博士，导师是普契安提教授。
1923年到1924年期间，他通过意大利政府和洛克菲勒基金会的资助访问了德国哥廷根大学的马克思·玻恩教授和荷兰莱顿大学的艾伦法斯特教授。1924年，他回到意大利，在佛罗伦萨大学任职数学物理和力学科讲师。
1926年，费米发现了一种新的统计定律—费米-狄拉克统计。他发现这种统计适用于所有遵循泡利不兼容原理的粒子，这些粒子现在被称为费米子。费米-狄拉克统计和玻色子所遵循的玻色-爱因斯坦统计是量子世界的基本统计规律。
1927年，费米当选为罗马大学的理论物理学教授。他在这个教席上一直任职到1938年。由于他的夫人劳拉是犹太裔，为逃避墨索里尼法西斯政府的迫害，他们在1938年接受诺贝尔奖之后移居到了美国。1938年到1942年期间，费米任纽约哥伦比亚大学教授。从1942年直至去世，他是芝加哥大学的物理学教授。
在罗马大学的早期时间费米主要的研究课题是电动力学和光谱学，但是随后他把研究重点放在了原子核本身而不是核外电子上。1934年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。在人工放射性被发现后不久，他实验演示了几乎所有元素在中子轰炸下都会发生核变化。这个工作促使了慢中子和核裂变的发现。
在  1939年哈恩和斯特拉斯曼发现核裂变后，费米马上意识到次级中子和链式反应的可能性。1942年12月2日他在芝加哥大学体育场的壁球馆试验成功了首座受控核反应堆。在二战期间第一枚原子弹的建造过程中（曼哈顿计划），他是主要领导者之一。
1945年7月16日晚上，原子弹在内华达州的沙漠引爆成功时，费米在原子弹试爆现场附近，突然跃起向空中撒了一把碎纸片，爆炸后气浪将纸片急速地卷走，他紧追纸片跑了几步，并根据纸片飞出的距离估算了核爆炸的“当量数”，大声喊著：“成功了！它的爆炸威力相当于二万吨TNT炸药。”后来证明是惊人的准确。
第二次世界大战之后，费米的主要研究方向是高能物理，他在介子核相互作用和宇宙射线的来源等方面都做出了开创性的工作。费米于1954年在芝加哥去世。
由于在人工放射性和慢中子方面的工作，费米被授予了1938年诺贝尔物理学奖。他还是一位杰出的老师。他的学生中有六位获得过诺贝尔物理学奖。为纪念这位物理学家，费米国家实验室和芝加哥大学的费米研究所都以他的名字命名。
纪念
由于在人工放射性和慢中子方面的工作，费米被授予了1938年诺贝尔物理学奖。他还是一位杰出的老师。他的学生中有六位获得过诺贝尔物理学奖。为纪念这位物理学家，费米国家实验室和芝加哥大学的费米研究所都以他的名字命名。2008年6月11日发射的大面积伽玛射线空间望远镜于同年8月26日改名为费米伽玛射线空间望远镜做为他身为高能物理先驱的纪念。
相关图书
图书《原子在我家中：我与恩里科·费米的生活》。
内容简介：恩里科·费米是当代著名的美籍意大利物理学家，是物理学罗马学派的创始人之一；本书为其夫人劳拉·费米所著。本书以个人回忆的方式比较详细地叙述了费米的生平和他的科学活动，包括政治背景、社会生活以及一些与他有关的人和事。通过本书，不仅可以了解费米的生平事迹，而且可以从一个侧面了解人类对核能从理论探索的实际应用的发展过程。
罗马学派（费米学派）
诞生的背景  费米的世界自然在物理学上。但是，他所面临的意大利的物理学，是犹如庞贝古城一样干枯的废墟——一块曾经充满了辉煌历史的废墟。现在，他除了清除瓦砾从头开始外，没有其他选择。
意大利人在物理学上曾经有着一段辉煌的历史。物理学真正成为一门严密的科学，就是从这块土地上产生的。孕育了自由和理性精神的文艺复兴——意大利人通常称之为五百年代——曾经从这块土地开始涤荡中世纪以来的陈腐而沉闷的经院教条风气，成为近代自然科学诞生的温床。意大利人的名字与这段辉煌的历史是永远连在一起的。列奥纳·达·芬奇不仅是大画家，而且也是大数学家、力学家和工程师，在物理学的各个不同方面都有着重要的发现。在他所考虑的无数题目中，已经预兆了现代的科学精神。文艺复兴之后，在人们心中沸腾着的某些伟大思想，终于在伽利略的划时代的工作中得到实际的结果。爱因斯坦和英费尔德在《物理学的进化》中评论说：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类史上最伟大的成就之一，而且真正标志着物理学的开端。”伽利略把实验方法和归纳方法与数学的演绎方法结合起来，因而发现并建立了物理科学的真正方法。即使在今天，物理研究仍然以伽利略的方法为基础。伽利略关于匀速直线运动的相对性原理和重力加速度恒定原理，为当时的力学及后来的物理学奠定了基础。他还发现了运动的合成定律和振动的等时性现象。正是在这些理论基础上，牛顿建立了他的力学体系；也是依据了上述的两则原理，300年后，爱因斯坦发现了时空的本质属性，提出了广义相对论的理论。
伽利略还作为人类文化史上科学与真理的象征而历来为意大利人所骄傲。他在1613年出版了《关于太阳黑子的书信》。1616年他遭到教庭审判，被命令放弃地动说。不屈不挠的伽利略在16年后凭着对真理追求的勇气和科学精神，出版了导致他遭受终生监禁的《关于托勒密和哥白尼的两大世界体系的对话》。在330年后的1953年，爱因斯坦在其英译本序言中写道：伽利略的《对话》，对于每一个对西方文化史及其在经济和政治发展史上的影响感兴趣的人来说，都是一个知识的宝库。在这本书中，和勇气的人，他代表理性的思维，挺身而出，反对那一批依仗人民的无知并且利用披着牧师与学者外衣的教师的无所事事，借以把持和维护其权势的人。伽利略于1638年双目失明，四年后在继续监禁中含冤去世，但他为世人永远敬仰，被誉为“近代科学之父”。意大利还是近代第一个达到科学兴盛的国家。从16世纪中期到17世纪初期，意大利的科学成就约占全世界的百分之四十。尽管在伽利略之后，意大利不再是世界的科学中心，但仍有一些意大利人在物理学上作出了重要的贡献。如1786年伽伐尼(1737--1798)发现了“动物电”，开创了生物电学；1799年伏打(1745--1827)在多年研究“动物电”的基础上研制了第一个长时间工作的电流源——伏打电堆；1811年阿伏枷德罗(1776--1856)提出分子假说。这些成就，足以使意大利人为他们的先辈们在科学上的贡献感到自豪。
但在伏打、阿伏伽德罗之后，由于意大利全境连年爆发革命，大学教育不能正常进行，物理学研究濒于瘫痪。到19世纪末这一段近百年的时间里，意大利人在物理学方面几乎没有出色的贡献，也没有出现世界一流的物理学家。正当法国、德国、英国以及美国的物理学研究进入一个繁荣的时期，一些非凡的甚至是革命性的观念在欧洲别的科学中心生长出来的时候，意大利物理学在一定意义上被说成“一潭死水，没有一个意大利人活跃在时代物理的前沿上”。
20世纪初的意大利物理学，从各个方面来说，其发展都极其落后。从物理学的建制化程度看，物理学研究基本上集中在大学里，物理学教授席位除了罗马大学有两个外，其余主要的大学里分别只有一个；教授更换率也很低，大约每十年更换一个左右，大大落后于其他国家的物理研究中心；同时，物理学方面的学术组织也极少，质量也不高；连续多年大学物理系生源短缺，研究经费不足，没有高质量的学术刊物，也很少举办高水平的国内、国际学术会议。从物理学教学和研究水平看，物理教学内容相对滞后，大多数物理学家知识陈旧，停留在经典物理理论的水平上；现代物理学的内容在大学中受到忽视，量子理论和相对论直到1927年才开始被列入大学课程表中。另外，物理学家们很少进行交流和合作，不能形成一定的研究规模，甚至在有的大学的物理实验室中几年没有做过像样的实验。到1920年意大利林赛科学院唯一的物理学院士里纪(1850--1920)教授去世后，“意大利物理学后继无人”。
与此同时，在欧洲别的地方，世纪之交正是物理学最为激动人心的年月，奇迹正一个接一个地被那里的物理学家们创造出来，世界物理学的发展呈现出前所未有的繁荣景象。1895年，德国物理学家伦琴(1845--1923)发现了X射线；1896年，法国科学家贝克勒尔(1852--1908)发现了铀的天然放射性；1897年，英国物理学家汤姆逊(1856--1940)发现了电子。三大发现摧毁了人们长期认为的原子不可分的观念，打破了物理学发展到顶，物理学家无事可做的自满情绪，重新激发了科学家进行新发现的兴趣，引起了科学史上的一场变革。1900年普朗克提出了能量子的概念；1902年居里夫妇发现了放射性元素钋和镭；1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，引起了人类时空观念的重大变革；191 1年英国物理学家卢瑟福提出了原子结构模型，打开了人类研究原子核及其结构的序幕。这是一个激动人心的年代，整个物理学由于量子论和相对论的建立而面貌焕然一新。一大批物理学家脱颖而出，一批研究中心吸引着各方人才，整个科学共同体呈现出一片繁荣的景象。甚至有人认为，这个空前辉煌的科学时代犹如文学艺术史上的“文艺复兴”时代，是一个产生巨人并创造巨人的时代。
欧洲物理学的繁荣不仅表现为科学认识活动的不断深入，还表现为科研活动在组织上的成熟。为了抓住物理学发展提供的机遇，在欧洲的许多国家，物理学家以实验室或研究所为基地组成研究小组开展工作。在英国卡文迪什实验室有卢瑟福领导的研究小组，在丹麦哥本哈根大学理论物理研究所有玻尔领导的研究小组，在德国哥廷根大学，玻恩吸引了好几位才华毕露的年轻物理学家在他身边学习和工作。此外，荷兰的艾伦菲斯特(1886--1933)、德国慕尼黑的索末菲等，也都有自己的研究群体。这些大大小小的研究群体，通过学术交流和人员互访形成了研究网络，开展常规科学下破解难题的任备。所谓“研究学派”，就是指这种以实验室或研究所为基地，有成熟的科学家组成的研究小组。他们与同一机构中的学生和助手共同从事一项相当紧凑的研究计划，参与着社会和智力方面直接而持续不断的相互影响。
20世纪初欧洲物理学这种日新月异的发展状况，与意大利物理学那种“一潭死水”的样子形成了强烈的对比。这种情况引起了意大利国内的一些有识之士的关注与焦虑，他们渴望在意大利能够出现一批活跃的现代物理学家，以恢复他们曾经拥有的而且已经渗入他们的文化心理中的辉煌。20年代初，首先意识到其物理学的危机并为改变这种状况而做出有效努力的，是当时的国家公共教育大臣柯比诺参议员。柯比诺同时也是罗马大学物理系主任和物理研究所长，是意大利老一辈物理学家为恢复意大利物理学在世界物理学中的地位而作出贡献的杰出代表。 
对意大利物理学的发展有着重大影响力的柯比诺教授，于1876年4月出生在西西里岛。他的父亲参加过1866年的第三次对奥战争，退役后开办了一家生产通心粉的手工作坊。柯比诺是家中的第二个孩子，在童年就显露出大器早成的迹象，9岁时为当地主教看，被吸收参加培养神父的讨论班。柯比诺参加神学讨论班一直到ll岁，在那儿他打下拉丁文的基础，但他缺乏宗教热情。在他的请求下，他的父母委托一名牧师辅导他通过了初中毕业考试，当时他才13岁，比一般的初中毕业生年轻两岁。随后他前往离家25英里的一所高中完成了大学预科教育，用两年时间学完了三年的课程。高中期间，他还参加了以研究黑体辐射热力学知名的斯特拉斯蒂教授为高年级学生举办的物理学讲座。
柯比诺在卡塔尼亚大学上了一年就转学到帕拉莫大学，在那儿他受到物理研究所所长玛卡卢苏(1845--1932)教授的精心栽培。玛卡卢苏教授曾经游学国外，并与H·A·洛伦兹等物理学领袖交往甚密。玛卡卢苏教授赏识柯比诺的非凡的天分，他们之间，甚至他们的家庭和学生之间结下了深厚的友谊。
1896年，柯比诺20岁时获得了博士学位。之后，他当了几年中学教师。尽管中学繁重的教学任务留给他的空闲时间很少，柯比诺还是设法利用学校的实验室做了不少的研究工作。1898年，他与玛卡卢苏教授合作进行了一项重要的发现，即关于磁场中钠蒸气在它的吸收线附近出现反常旋转力的发现。这是雷曼效应发现两年后，物理学在旋转力方面的唯一发现，柯比诺对此进行了统计解释。这次发现引起了国内外物理学界的注意。随后几年里，柯比诺又做出了几项磁光学上的发现。柯比诺在这个研究课题上的严谨的解释，使他在国内外获得一定的知名度，成为意大利最有前途的年轻物理学家之一，为里纪教授所器重——里纪教授一直跟随赫兹的研究方向进行电磁波的研究，被认为是意大利物理学的权威。
经过艰辛的努力，柯比诺在事业上发展很快，1904年他在两次大学教席的竞选中获胜，一个是物理学，另一个是电工学。他接受了密西拿大学物理学教席，不久被罗马大学巴拉斯玛(1836--1918)教授召到罗马，担任罗马大学物理学教授。巴拉斯玛教授是赫尔姆霍兹(1821--1894)的学生，也是意大利王太后的朋友，当时还是意大利王国参议院的议长。柯比诺到了罗马大学后·，继续就他的老课题——磁光学进行研究，同时也研究高温下金属的比热、霍尔效应和相关的电磁效应。他是意大利最先意识到“布劳恩管”——也就是阴极射线示波器的效用以及广泛使用它的人之一。第一次世界太战期间，柯比诺转向了应用研究，包括硝化甘油的蒸汽压力研究和X射线管的电源研究。
战争结束后，柯比诺很快投身到行政和政治活动中。他技术上的精通使他得到政府和工业界的青睐。政府委任他主持国家水资源管理委员会。他很快了解了意大利特有的经济和工业问题。1920年，焦利蒂政府使他成为王国的参议员，1921年被内阁任命为公共教育大臣。1923年刚刚执政的墨索里尼．(1883—1945)任命他为国家经济大臣——尽管他从来都不是法西斯党的成员。 
接触过柯比诺的任何人都对他的思维能力和丰富的科学经验留下深刻的印象，他能够极其敏锐地抓住任何科学的或人类问题的实质；他是整个意大利老一辈物理学家中唯一能够理解和领略世界物理学最新发展的人；他还是一位出色的演说家，能够以热情洋溢的言辞紧紧扣住听众的心弦；他的目朽崇高，充满自信；他喜好出谋划策，喜欢安排人事，而这种爱好通常经过努力都能够获得成功。 1922年，几乎近十年没有在科学领域中做什么实质性的工作之后，柯比诺开始对自己进行严肃猷反省和评价。在一次议会辩论中，他作为教育大臣大声疾呼道： “尊敬的议员先生们，现在，我刚刚度过了一个危机……我仍然向往科学，我向往以往的一切，在激烈的政治斗争中我最向往的是往日在实验室仪器周围度过的平静的日子。我很惋惜，在里纪教授去世后，意大利物理学后继无人。”柯比诺非常清楚意大利物理学近百年来的停滞状况，他也了解他那一辈的物理学家都沉醉在伽利略和伏打往日的光荣里，没有做出任何努力来维护这一传统。除了那些实际上是数学家的数学物理学家外，柯比诺是这一世纪头25年中唯一有所成就的物理学家。虽然他几乎已完全放弃了积极的研究工作，但他的心思仍在物理学上面。他大胆地想像着一个能有重要成就的伟大学派会在罗马兴起，并会得到举世公认。这种想像对柯比诺来说是一个挑战，他的梦想一定要实现。建立一个优秀学派的第一步，就；要搜罗优秀的人才。柯比诺明白，在意大利能够对现代物理学产生强烈兴趣的人，显然只能从初出茅庐的年轻人中去发现，于是他着意留心那些才华毕露的新秀。1922年的秋天，他看中了费米。[2]
形成及其影响1927年费米和F·拉塞蒂在科比诺的大力协助下，致力于创立物理学研究集体，把选招适合于高训练、将来能够成为独立工作科学家的学生们当作首要任务。先后被选到的有E·塞格雷、E·阿马第、马约拉纳、B·蓬泰科尔沃、达戈斯泰诺等。在费米的带动下，形成了人们所称道的罗马学派。 
在当时，虽然费米主要做理论工作，但他对验工作也有兴趣。他的创造性研究犹如一台压机，总是以单一速度缓慢而永恒地工作着，而其结果却总是以简单而自然的方式清楚地表达出来。费米的这种踏实的科研作风和简明通达的教学本领给他的学生们以深远的影响。
费米不给学生们指定或提示博士论文题目，他期待他们自己去选定，以锻炼他们独立工作猷领。罗马学派的学术活动吸引了意大利各地的青年物理学家，很多学者陆续来访问，其中有B·罗西、G·喇卡、G·维克、E·富比尼、U·范奥等。德国学者在去美国避难之前也来此访问，其中有贝特、拉切克、布洛赫、佩尔斯、瑙德海姆、伦敦等人。
1929年罗马学派已觉察到虽然他们的理论工作有好的开端，但实验工作亟待加强。为了把新的实验技能引进罗马，拉塞蒂先去美国R·A·密立根实验室进修拉曼光谱学，后到德国L·迈特纳实验室进修核技术，塞格雷先去荷兰P·塞曼实验室进修禁戒光谱线，后到0·施特恩实验室工作，阿马尔；德国P·J·W·德拜实验室进修X射线液体衍射。拉塞蒂回来后，罗马学派的主要实验工作从光谱学转向了原子核物理学。
量子力学的出现使费米和科叱诺感到原子物理学基本问题已经解决了，未来发展将是探索原子核和更复杂结构，最终解决生命科学的基本问题。1931年，在费米和科比诺的鼓动下，意大利科学院在罗马召开了核物理学会议，这使罗马学派熟悉了当时流行的核问题。1932年召开的巴黎会议邀请费米作了原子核物理学形势的总结报告。从此罗马学派的主要研究迈入核物理学。
二次世界大战前夕，1938年，费米学派的精华拉塞蒂、塞格雷及阿马尔第已先于费米到美国哥伦比亚大学工作。大战后，费米任教于芝加哥大学，用在罗马的方式教导他的大批研究生，其中有些后来成了名，如H·M·阿格纽、加温、M·盖耳曼、0·张伯伦、C·丘、M·戈德伯格、L·罗森菲耳德、伍兹等以及晚些时的杨振宁、李政道。因此，芝加哥变成物理学各个领域的繁忙活动中心。可以说，罗马学派精神在芝加哥复苏了。[3]