恩里科·费米:释放原子 - 彭博社
bloomberg
作为其周年庆祝活动的一部分,商业周刊正在推出一系列关于过去75年伟大创新者的每周专题。有人在科学或技术领域留下了印记;有人在管理、金融、市场营销或政府领域。2004年9月底,商业周刊将出版一期关于创新的特别纪念版。
在1942年寒冷的12月早晨,一群物理学家聚集在芝加哥大学足球场未加热的看台下的壁球场外。几乎填满整个场地的是一堆巨大的圆形石墨砖,里面掺杂着铀。当一切准备就绪时,团队负责人恩里科·费米下达了一个命令,这将创造出世界上第一个自持核反应,并开启原子时代。
费米是一位身材矮小、肌肉发达的意大利人,拥有引人注目的灰蓝色眼睛,他已经是一个杰出的人物。他因在放射性实验中获得诺贝尔物理学奖——然而他也是一个纯粹的思想家,发展出一种至今仍然有效的原子相互作用新理论。历史性的壁球场实验将展示他天才的两个方面。
费米在通往原子弹和核能的道路上做出了关键的理论飞跃。他的洞察力:如果你用中子撞击铀原子进行裂变,裂变会产生更多的中子。这些中子反过来又可以裂变更多的原子,释放出更多的中子。于是,这个过程可以持续下去,释放出大量的能量。
为了验证这个想法,费米设计并建造了铀和石墨堆,这可以减缓中子的速度,使其成为更好的“裂变者”。到1942年12月2日,他最大的堆已经准备就绪。费米告诉同事乔治·韦尔开始逐寸拔出堆中的镉控制棒,这些控制棒会吸收中子。随着时间的推移,放射性缓慢增加,正如费米所预测的那样。作为一个习惯性的人,他甚至下令休息吃午餐。然后,在下午中段,仪器显示这个重要的目标已经实现。费米举起手来。“堆已经临界,”他宣布。他在四分钟后关闭了反应。仅仅15年后,同样的基本反应在宾夕法尼亚州Shippingport的第一座全规模核电站点燃。
费米于1901年出生于一位意大利铁路管理员和一位教师的家庭,早早展现出他的才华。在哥哥去世后的空虚中,他14岁时开始学习物理。他所写的大学入学论文复杂程度之高,以至于考官认为其足以作为博士论文。到他二十多岁时,费米已成为一群杰出的年轻意大利物理学家的领袖。他的朋友们给他起了个绰号“教皇”,因为他在量子力学方面几乎无所不知。
费米、他的犹太妻子和他们的两个孩子于1938年逃离穆索里尼的意大利,利用他刚获得的诺贝尔奖奖金通过斯德哥尔摩移民到美国。作为一个爱好小工具的人,费米给他的妻子和传记作者劳拉·费米送了她在美国的第一个圣诞礼物——一个她形容为“永远无法原谅”的脚踏垃圾桶。但尽管费米可能缺乏对配偶的敏感,他的思维却因其敏锐和清晰而卓越。物理学家汉斯·A·贝特写道:“他能够从本质上分析每一个问题,无论它看起来多么复杂。”
费米成为曼哈顿计划的关键成员。即使在53岁时因癌症去世,他仍在测量世界——通过计时滴入人工营养来计算他的摄入量。诺贝尔奖获得者埃米利奥·塞格雷写道:“随着费米的离去,我们时代最后一位在理论和实验上都达到最高峰并主宰整个物理学的个体也随之消失。”
作者:约翰·凯里