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第三章

中外科学家发明家丛书:费米 · 作者:佚名 · 字数:5,041 · 2026-10-09 12:47
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他并不是文学家,费米告诉他的朋友们,拉塞谛其实是个物理学家,是从佛

罗伦萨来到罗马大学来教物理的。

费米和拉塞谛同时来到罗马并非奇怪之事。因为罗马是所有人都很向往

的地方。对拉丁人的祖先来讲那是首屈一指的美妙所在,对费米这一代人来

讲,罗马简直是一个无与伦比的永恒的城市。即使如此,在当时来讲,一个

那并不是偶然的而是有深刻的原因。这是因为长久以来,罗马大学物理系主

任、参议员柯炳诺早就看中了费米,想把他请过来。

身材矮小,精力旺盛的柯炳诺生于西西里,在他的身上含有西西里人的

特征:敏锐的头脑和富于奋斗的精神。这种精神在柯炳诺身上产生了无限的

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动力,加上他不达目的不罢休的毅力,使他成为意大利政坛上一个赫赫有名

的人物。虽然他不是法西斯党人,但却做了墨索里尼内阁的部长。

柯炳诺觉察到意大利的物理学已陷于停顿状态,在很多方面已不再努力

继承先贤的传统。除了一些数学物理学家——事实上他们只是数学家——在

本世纪的最初20多年间,在物理学上稍有地位的就只有他自己一个人。现在

他年纪大了,却把大部分时间花在政治上和工业方面的指导工作。

但他在思想感情上,仍对物理学念念不忘。他梦想在罗马建立一个有了

不起贡献的物理系,使意大利在物理学上的成就为全世界所公认。

梦想对于柯炳诺教授来说是一种挑战,非使之实现不可。建立一个好系

给他一个终身的职位。在1923到1924学年中,费米曾在罗马教化学和一般

学生的数学,这是一门在物理学大厦上课、一切由物理学者担任的课。到了

1926年,柯炳诺便要求费米在那儿长久呆下去。

费米那时在佛罗伦萨教机械学和数学,地位是副教授,不是终身职位也

没有养老保险金。一年以前,他曾经谋过沙丁尼亚加里格里亚里大学的数学

物理教授之职。依据意大利法律,一个大学可以通过考试竞争的办法来选择

某一科目的教授。但这种考试并不是正式的考试,而是由几个大学的教授所

组成的委员会根据申请者的资格和著作来确定。由此选出来的头三名便可做

相应科目的教授。

加里格里亚里是个偏僻小城市。沙丁尼亚是个研究民俗学的好地方,并

没有其他繁华地区那种文化气氛和舒适的生活设备。加里格里亚里大学的职

位,只是被当成跳向其他大学的一块踏脚石而已。

加里格里亚里大学举行上述那种形式的考试时,费米便决定申请。他很

有信心地寄出了他的履历和著作,因为他知道虽然自己年纪轻,却已在国内

外学术界有了名声。他已发表了将近30篇论文,其中一部分是实验工作的报

告,大部分是关于相对论的理论研究。可惜的是,这时意大利的数学家却分

成了两派,一派接受了爱因斯坦的相对论,另一派则不肯接受。

加里格里亚里负责考试的教授委员会也分成两派:拥护爱因斯坦学说的

只有勒维—西维达教授和伏尔德拉教授,其余的三位教授都是反对的。勒维

—西维达教授和伏尔德拉教授都在罗马大学任职,都是国际上有名的学者,

对新的科学进展极感兴趣,他们都曾和费米见过多次面,对费米的思路很清

楚,领悟得很快,同时他们也很欣赏费米把握问题要点的能力。因此,他们

选中了费米。

但是其余的三位教授却选中了另外一个人:基奥凡尼·基奥奇,一个在

费米出世以前8年便已获得了学位的中年工程师,曾因创制出秒制单位而享

誉世人。他被评选为第一名,获得了加里格里亚里大学的教席。

这时,各大学的数学物理学教授并无空缺,费米便留在了佛罗伦萨。1926

年,柯炳诺教授想到把费米招到罗马来时,费米还未找到终身职位,但他的

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声望却提高了。这时他已经发表了《论单原子气体的量子化作用》,这是篇

在理论物理学进展方面很有份量的论文。

几年来,费米对于分子、原子和电子的活动和统计问题以及能的放射问

题都极感兴趣。对假想的完美气体的活动也经常进行研究。这种单原子气体

的活动所遵循的精确定律使他百思不解,某些关键的因素,是他所不知的。

科学上的问题极少是孤立的,某些问题的答案常常和其他问题有关联。

十多年来,科学家对原子和原子活动定律都在作理论上的研究,希望借此了

解由实验得来的繁多而混乱的资料。这是原子物理学兴盛的时期,新的理论

见解陆续发表出来。

1925年,意大利出生的物理学者和尔弗冈·保利在研究绕着核子运行的

电子的能时,发现了“排他”的原理,用平常的话来说,就是:绕着核子旋

转的电子,每圈只能有一个。费米立即将这个原理应用到完美气体上来。

那时,值得费米苦思冥想的问题很多。佛罗伦萨大学物理实验室设在亚

尔塞脱里区一座有名的山上,伽利略晚年就是在这里度过的,并且在这里去

世。费米在佛罗伦萨时也住在亚尔塞脱里区,他常常和拉塞谛一道去抓些壁

虎和小蜥蜴等,并且拿来放在饭厅里。这些小动物是无害的,一般人却相信

它们身上附有鬼怪。但他们拿来只是为了逗玩。

他们两个人时常一连几个小时俯卧在草地上,一动也不动,各人手里拿

着一根长的玻璃棒子,棒端夸着丝套索。在这样静静地伏在地上的时候,拉

塞谛总是睁大了眼睛注视着他眼下的小世界:一片在生长中的嫩草叶,一个

嘴里衔着东西匆匆走过的蚂蚁,以及玻璃棒上映出的阳光的色彩等。不是博

物学者的费米对于眼下的小世界却没有兴趣。他在守着小蜥蜴出现时,脑子

里想的却是别的事。他暗暗考虑把保利的原理应用到完美气体的理论上。他

终于由此而发现了他以前所不知的要素:在气体里,没有两个原子能以同等

的速度移动,用物理学家的话来说,就是在每一种相量状态中只能有一个完

美的单原子的气体。这个原理使费米能够将气体的行动完全计算出来,后来

被称为“费米的统计”。费米和其他物理学家又用这个原理来解释其他一些

现象,包括金属对热和电的传导力。

当柯炳诺教授建议在罗马大学设立理论物理学讲座时,费米关于完美气

体的理论刚好发表了出来。理学院很赞成柯炳诺的建议,教育部也因柯炳诺

的关系而很快批准了这一建议。由教授委员会组织的那次考试在1926年夏举

行,费米名列第一。第二名是费米的老朋友柏西可,受聘于佛罗伦萨大学。

第三名是亚尔多·蓬特伦摩里,这人在两年后作为倒霉的意大利北极远征队

队员时,在北极海上失踪。费米受聘于罗马大学,并于当年10月到校。

授,一种无须经过考试的职位。这时柯炳诺已有两个热心的教师了,但学生

却寥寥可数,素质也很差。适宜于读科学的最好的青年都让工程系吸引去了。

只有那些因功课过重负担不了的学生才转到物理系来。这是物理系学生素质

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较低的原因,柯炳诺教授决定改变这种状况。

那时候,罗马大学城还未建成,大学的课室散布在罗马的各个角落。法

学系、文学系和社会科学系都被安置在当年由米开朗基罗所设计的“知识楼”

里,但理学院各系就没有这样的福气了。理学院的学生常常要花很长时间坐

着电车去上课。

化学和物理的课室设在沿本尼斯本诺街山地上的两座房子里,两座房之

间有石铺的小径连接,沿径种着茂密的竹子和棕榈树。在1870年前这本来是

两座修道院,这一年,罗马被新统一起来的意大利王国所占,新的政府与旧

政府有较大不同。两座修道院及其周围的地方便被分给科学家们作为研究化

学和物理的场所。

当年的化学家们认为修道院很适合他们做学问。他们并未改变房子的原

样,只是用玻璃墙将修道院前后左右的通路拦住了,并用围起来的空间当做

实验室,同时保存了中间的石井、水桶和滑车,那口井还在使用,修道院的

外观一如既往:高耸、沉重、荒凉,像一座监狱。

可是物理学家们并不乐意将修道院当做教室。他们决定将修道院拆掉,

改建成一座现代式的学府。但那些一向住在那里的修女们却不肯搬走。他们

采取了许多办法,都无济于事。后来,那些物理学家们只好请了一队精兵来,

这种精兵是经过特殊训练的,头顶戴着插着羽毛的帽子。那些修女们望着这

些威武的士兵,远远地躲开,并且赶紧收拾行李离开了那里。

新建的大厦显得很朴实,设计方案完全根据未来的需要。在当时以欧洲

的标准来讲,那算是相当不错的了。

柯炳诺上课的地方是一间大房间,一排排的长凳从教室的后墙一直排到

讲台前。柯炳诺胖而矮,但讲台却很高大,这使得学生几乎看不到他。当他

跨着小步爬到讲台上来,或者着急地跑到黑板边,拉长身子想写得高些时,

看起来真像个大玩具,很易逗人乐,但当他开口讲课时,课室里便鸦雀无声,

全班的注意力都集中在他的身上。

一天上午,柯炳诺教授在课室里宣布,他要找两三个优秀的学生从工程

系转到物理系去。他说,这是个非常好的机会,因为他认为现代物理学是个

最有发展前途的学科。大学里的物理学者最近有所增加,这有利于对少数学

生进行个别训练,训练完成后任职的机会也会好一些。柯炳诺的眼睛黑溜溜

地在一排的长凳上搜索,并再度声明他所要的只是最好的学生,因为只有最

好的学生才值得他在他们身上花费时间和精力。

柯炳诺只收了一个学生,厄杜亚多·亚马尔第。亚马尔第两年前才到罗

马。他的父亲本来是马杜亚大学的数学教授,两年前被罗马大学招聘过来,

他便也跟着来了。他是工程系二年级的学生,跟着柯炳诺学电学。他才18

岁,样子却比实际年龄小,厚厚的卷发覆盖着玫瑰红的脸蛋,显得很可爱。

有一次,费米和同学们玩一种叫做“无声电影”的游戏:一组人静静地

扮演某一著名影片里的情节,一个人念字幕,另一个人嘴里不停地模仿器具

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的声音。当时费米任导演,并由他分配角色。亚马尔第也参加。但当费米吩

咐一个名叫安娜的女孩演奇勒塔·嘉宝时,她却拒绝了。安娜高瘦,脸上总

带着一种模模糊糊的表情,委派她演嘉宝是最合适不过了。但安娜很害羞而

且固执。对于她,费米并没有什么权威可言。因为安娜并不看重科学家。这

回费米算是碰到硬钉子了,其他的女孩也都有了要演的角色,游戏看来就要

玩不成了,但费米却猛然有了主意。他转向亚马尔第说:

“在女孩子面前,不能证明男孩子会扭扭捏捏。你演嘉宝!”

亚马尔第很坦然地接受了。不一会儿,他便穿上了天青色的丝绒袍子在

临时戏台上出现。在这一段时间里,费米和他的同学们度过了快乐的时光。

在以后的岁月中,还有别的人到罗马大学来工作。新的学生,意大利各

大学的毕业生和外国的毕业生被罗马大学物理系深深吸引。他们来来去去,

但上述几个人:费米、拉塞谛、塞格勒和亚马尔第却都留了下来。柯炳诺称

他们为“他的弟子”,而柯炳诺则为此成了一群合作密切的人的核心。他们

互相谅解,交情很深。

这两个教师和两个学生合作共事时,他们都还很年轻,最大的和最小的

之间相差不过7岁。他们都喜欢运动、游泳、爬山、远足和打网球。

网球是费米和拉塞谛最喜欢的运动形式。他们在佛罗伦萨的时候就开始

打网球。但是两个人都使学生感到可怕,因为二人在学生考试时监考很严格。

有一次两个脸色有些苍白的学生对话说:“费米和拉塞谛对谁都不客气,不

及格就不及格。”他们对学生的要求实际上是以他们自己为标准的。

实际上,拉塞谛、费米和亚马尔第在严肃工作中又都喜欢说笑和打闹。

亚马尔第的太太金尼斯脱拉还记得她第一次上费米的课时的情形。那时她还

是物理系的学生。她比亚马尔第小几岁,在亚马尔第之后入学。除了正常的

功课外,她又被邀请参加多半由费米,有时由拉塞谛组织的非正式的会谈。

费米当时就对她说:“不要怕,我们只是做一种游戏,我们称之为‘两个里

拉’:任何人都可以向别人问一个问题,那个答得不对的人便拿出一个里拉

来。而那个发出问题但自己又不能圆满回答人便拿出两个里拉来。你看,这

多么简单。现在就让我们开始。谁有问题问这位小姐?”

亚马尔第用假装的口气说他有一个问题,“你知道的,橄榄油的沸点比

锡的溶解点高。那么,你如何能够把涂锡的锅用橄榄油煎东西?”

金尼斯脱拉虽然有点慌张,但答得很对:“煎的时候油并不沸,沸的是

食物里的水份。”

这并不像费米所说的那么简单。要答这样的问题并不是只要懂得做菜就

能答得出来的。其后的教授法也都像这天那么不正式。问题并不是预先想定

的,而是临时想到就问,问起这个又牵连到那个,学生教授都联合起来回答。

费米也提出问题,并将答案写在黑板上,同时大声读出,这样便可以使学生

学习如何逐步推理,如何剔除不重要的因素而使重要因素更加突出,以及如

何用已知的事实来推测未知的东西。

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