1901年9月29號美籍意大利裔物理學家“原子能之父”費米誕生

文/劇柏含

今天上午我們說了《人民英雄紀念碑》。下午再說說美籍意大利裔物理學家費米（Enrico Fermi）。

1901年9月29號，意大利科學家費米誕生。

小孩兒上學，多讓他受受教育，受受激勵很好。科學家，其實從我從小就對科學很感興趣，很愿意談，但有的時候又覺得不好談。倒不是說他們的人生不精彩啊，不傳奇，關鍵是他們很多理論上的創新，研究的成果，他們的工作我也說不清。沒辦法，因為用很通俗的語言來轉告給大家，因為很多東西我也不懂。

科學家們走在人類的探索未知的前列，他們的工作境界太高。但今天忍不住還得說說費米，因為，小時候對我影響挺大的，有人講費米，他是自伽利略以來最偉大的意大利科學家，。

但后來他一個人又去了美國，他是最富創造性的物理學家之一，這個評價已經相當之高了。

他1901年9月29號，生在羅馬，天資聰穎，往往小孩子很聰明，心性敏捷，早年就顯露出才華。

在1918年，他獲準進入比薩的師范學校，后來，在比薩大學完成學業，24年拿到哲學博士的學位。當然，他們的哲學和我們的哲學范疇不完全一致。

之后，他又做到羅馬大學物理學做教授的，這時候他已經發表大概30篇重要的論文。這個人人緣也很好，他自己是個領軍人物，身邊逐漸的聚集起意大利一幫年輕的物理學者。很多佼佼者到他的周圍，但當時意大利法西斯主義，就墨索里尼那一套其實就導至意大利的科學天才們流失。

到1938年，費米和他的媳婦兒（猶太人）待不下去了，移居美國。在離開意大利之前，他在羅馬期間就已經是一個驚人高產的科學家了，在理論和實驗方面，都有驚人的成績。

筆者很小的時候看過他的很多傳記，講他曾經在1934年偶然的沖動，費米報告稱他偶然沖動地在中子源和靶子之間插入了石蠟，并放在入射中子的前面，結果使激活強度增加了幾十到幾百倍，這便是他偶然發現的慢中子現象。

這慢中子現象我們可以不知道，但是它這種偶然的沖動，你不覺得挺神奇嗎？實際上說白了它不就是一種直覺嗎？這種直覺和我們不一樣。

20世紀30年代，費米就因在中子轟擊方面的研究成果獲得1938年諾貝爾物理學獎。后來，為躲避意大利的法西斯統治，費米前往美國。隨著二戰局勢發展，出于軍事和科學等多方面考量，核反應堆的研究變得尤為重要。

在費米的帶領下，1942年12月2日，位于芝加哥大學斯塔格足球場西看臺下的“芝加哥一號堆”實現了人類歷史上第一次自持鏈式核反應，這是原子時代的開端，為之后的核能開發與利用奠定了基礎，對世界科技發展和歷史進程產生了深遠影響。

1942年12月2日下午2點20分，在費米的領導下，世界上第一座核反應堆——芝加哥一號堆成功實現自持鏈式反應，持續了28分鐘。這一歷史性的時刻標志著人類進入了原子時代。

當時，費米帶領著一群科學家在芝加哥大學的一個廢棄足球場的看臺下進行了這項意義重大的實驗。芝加哥一號堆由石墨塊、鈾和鎘控制棒等組成。當控制棒逐步抽出，反應堆達到臨界狀態，鈾核裂變產生的中子引發了持續的鏈式反應，釋放出大量能量。

成功消息以暗語“意大利航海家已登陸新大陸”傳到華盛頓，意味著人類開啟了核能利用的新篇章。此后，核能逐漸在發電、醫學、科研等眾多領域得到廣泛應用，雖然其中也面臨著核安全等挑戰，但不可否認它為人類社會帶來了巨大變革和發展機遇。

然后，1945年7月，第1顆試驗型原子彈在新墨西哥州沙漠爆炸。

費米當時也在現場，下面請注意，當時他提前做了一點什么準備呢？在兜里裝了點碎紙片，我們知道原子彈爆炸這個沖擊波到他面前就是1陣風，吹到他面前的時候，他就把這個紙片一扔，根據這些紙片的位移，他就算出原子彈相當于1萬噸，，就tnt炸藥的威力。

不知道你聽到這個消息是不是感到很震驚？原子彈爆炸人是不可能在現場，而且，費米手頭沒有什么儀器，爆點離他所在的基地是16公里。

那么氣浪呢？到達基地大概是40秒。爆炸之后，沖擊波導致空氣流動形成了風，這個氣浪吹到基地40秒鐘，在氣浪來臨之前之中之后，費米在大概2米高那個位置松手。 把1把碎紙片，不用扔就像風一們吹掉了。

然后，測量這個氣浪把紙片吹飛的距離，估算出紙片受到的壓力，在記錄和爆點的距離這樣一些因素不是6公里嗎？結果，他就算出來爆炸當量是一萬噸。

后來，測量的結果是2萬噸，這不差一半兒呀？怎么解釋？實際上所有的科學家都服。為什么這么說呢？沒任何儀器扔1沓紙片，不是扔3把嗎？實際上最關鍵的是中間那1把。

因為，前面那把后面那把，就之前之后那兩把多撒兩次紙片是要有一個對比數據。紙片實際被氣浪吹飛的距離是2米5，其他因素費米其實之前是知道的，那么最需要的就是中間那次就2米5那一次。但是，沒有任儀器、工具就撒1把紙片馬上能得出實際數值，它在同一個量級一個估算值已經很了不起了，所以，科學家們都服。

所以說到這兒，我們講費米對我們的啟發，我們老百姓，我們不是搞物理的，不搞核彈的，但這事兒對我們有沒有什么有意義的啟發呢？就是對我們完全不了解的東西，其實也可以評估的。

我們首先確定一個上下限，就是你確信這個實際值不可能跑到外面去，不管這個上下行之間隔得多遠。比如：我問你一個直徑15公分的鐵球多重？你肯定它不會超過100公斤，也肯定它不會低于10公斤，那這上下限不就定下來了嗎？

然后，去上下限的這個幾何均值得出30公斤出頭30公斤不見得準，但是，毛估它算是合格的，求的不精確，就是確定需不需要進一步了解？所以，有人講這個毛估質距實際值在10倍以內，這就是合格的。按這個標準的費米例當然合格了。

在1950年一天，費米和朋友們在紐約一個餐館吃飯，他們也吃啊，也請客。當時，有一本雜志有外星人的一幅漫畫，唉，有沒有可能超光速飛行啊？ 有沒有外星生命啊，這些問題我們都感興趣，科學家也感興趣。

費米忽然問了一個問題，他們在哪兒？他們在哪兒？費米你算嗎？你不是有本事嗎？你算吶，和太陽大小相似，壽命相近的恒星至少有數10億顆。這些恒星里面一部分會有類似地球的行星。

這些類似地球的行星里面有一部分能產生智慧生命。 這些智慧生命之中，有一部分會發展出星際旅行，那你就算吧。

當時，可以預計星際旅行的速度，探索銀河系大概需要100萬年。

那問題就來了，外星生命是不是應該早來過地球？這費米就推算出來，應該來過，甚至你問的是毫不相干的問題。比如說，有個城市叫芝加哥，你跟我算算芝加哥有多少鋼琴師啊，那么怎么算啊？費米來給你算。 說芝加哥有900萬人，每個家庭平均有2個人，那么平均每20個家庭里面有一架有鋼琴。

鋼琴每年要調1次，每個調琴師調一次是2個小時，每個調琴師每天要工作8小時。

一周5天，一年是50周，那么芝加哥大概是22.5萬架鋼琴，一個調琴師一年大概調1000架鋼琴，那就需要225個調琴師，你查一下，芝加哥大概是290名跳琴師。 神了！

（作者：劇柏含 系國家二級作家 高級書畫師 高級政工師職稱）