在風(fēng)光旖旎、充滿現(xiàn)代氣息的美國芝加哥大學(xué)的校園里，至今矗立著一座名叫“原子能”的青銅雕塑。春暖花開的日子，來自世界各地的人們都會(huì)不約而同地匯聚在這里，或拍照留念，或靜觀遐思。人們不會(huì)忘記，正是在這里，公元1942年12月2日的下午3點(diǎn)25分，人類第一次點(diǎn)燃了原子之火。代號(hào)CP-1號(hào)的核反應(yīng)堆開始緩緩運(yùn)轉(zhuǎn)。從此，人類開始步入了原子能的時(shí)代。點(diǎn)燃原子之火的首席功臣就是恩利科·費(fèi)米。

立下青云之志

1901年9月29日，恩利科·費(fèi)米出生在意大利的首都羅馬。父親阿爾貝托·費(fèi)米是鐵路局的一位稽查長，母親愛達(dá)·德·加蒂絲是一位小學(xué)教師。費(fèi)米是全家三個(gè)孩子當(dāng)中最小的一個(gè)，由于孩子多，收入又少，費(fèi)米一家的日子過得并不寬裕，冬天洗澡也只能用冷水。

家境雖窮，但費(fèi)米從小就懷有青云之志。他酷愛科學(xué)，尤其對(duì)數(shù)學(xué)和物理情有獨(dú)鐘。他的夢(mèng)想就是成為一名物理學(xué)家。然而，在當(dāng)時(shí)的意大利，政府教育部門并不注重對(duì)下一代的科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，學(xué)校教學(xué)方式走的還是重文輕理的傳統(tǒng)道路。因此，費(fèi)米雖然也進(jìn)了學(xué)堂，但他的科學(xué)知識(shí)大部分是靠他勤奮自學(xué)得來的?？磿撬钕矚g不過的事情了。書籍使他著了迷，也大開了他的眼界。書使他知道世界上原來還有那么多新奇的事物，有那么多神秘莫測(cè)的領(lǐng)域。讓費(fèi)米感到苦惱的是，他沒有錢買書。怎么辦?他只好常常跑到市中心的一處露天書攤上去看書，而且一看就是老半天。書市的攤主挺憐惜這位小客人，不僅不煩他，而且還經(jīng)常給他推薦一些好書，甚至當(dāng)場(chǎng)看不完，就讓他借回家去看。后來，費(fèi)米常常對(duì)不知貧寒為何物的年輕一代敘述他當(dāng)年為了趕緊看完借來的書，冬天坐在冰冷的屋內(nèi)，用雙手墊在屁股底下取暖，而用舌尖舔翻書頁來看書的景況。

雖然費(fèi)米如此沉浸在課外書籍當(dāng)中，但他在學(xué)校各科的成績卻一直保持優(yōu)秀。隨著知識(shí)的日漸增加和成熟，費(fèi)米也開始了“學(xué)以致用”的嘗試。據(jù)說。他和哥哥一起，曾經(jīng)設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，而且機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)效果非常理想。而他繪制的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的草圖，令專家們看后都贊賞不已。費(fèi)米從小顯現(xiàn)出的非凡科學(xué)才華，首先引起了他父親的一個(gè)同事——工程師阿米迪的注意。阿米迪具有相當(dāng)豐富的技術(shù)知識(shí)。他首次遇到費(fèi)米時(shí)，費(fèi)米才14歲，阿米迪發(fā)現(xiàn)他的能力非同一般，便把自己的數(shù)學(xué)和工程學(xué)方面的一些書籍借給了這個(gè)孩子，并且指導(dǎo)他閱讀。年輕的費(fèi)米通過鉆研代數(shù)學(xué)、分析學(xué)、幾何學(xué)，解答了大量的題目，迅速獲得了扎實(shí)的數(shù)學(xué)教育。恩里科中學(xué)畢業(yè)，阿米迪建議他報(bào)考免費(fèi)的比薩大學(xué)高等師范學(xué)院。費(fèi)米同意了這個(gè)主意，并且很輕易地取得了入學(xué)考試的第一名。至今，那里的檔案館還保存著他當(dāng)年的入學(xué)試卷。

發(fā)現(xiàn)鈾核裂變

在大學(xué)里，費(fèi)米喜歡獨(dú)自鉆研。他的老師是那些在圖書館里尋得到的書籍。他以別人用來讀本科學(xué)位的4年時(shí)間，一口氣讀完了博士生的所有課程。隨后，他前往德國哥廷根大學(xué)進(jìn)修，在與著名物理學(xué)家馬克斯·玻恩短暫共事之后，開始獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究，而他一開始選擇的研究方向就是剛剛興起的微觀物理學(xué)。

微觀物理學(xué)在費(fèi)米所處的時(shí)代還是一門非常年輕的學(xué)科，需要解決和理清的問題真可謂千頭萬緒。在這些問題中，元素的放射性問題尤其突出。1896年，德國物理學(xué)家倫琴第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了元素的放射性現(xiàn)象。隨后，居里夫婦發(fā)現(xiàn)了天然具有放射性的元素釙和鐳。1934年，居里夫婦的女兒、物理學(xué)家伊琳娜·居里用X粒子轟擊鉛和硼元素，首次產(chǎn)生了人工放射性元素。

具有放射性的元素還有哪些?還有哪些元素可以成為人工放射性元素?可以用于產(chǎn)生人工放射性的基本粒子，除×粒子以外還有哪些?這些問題極大地吸引了費(fèi)米的注意。他敏感地把握到這一問題的重要性，毅然地把自己所有工作的重點(diǎn)放到了對(duì)放射性的實(shí)驗(yàn)研究上。工作一段時(shí)間后，他發(fā)現(xiàn)，以往被用于產(chǎn)生人工放射性的基本粒子全都是帶電粒子，而那些不帶電的粒子卻基本沒有被人試用過。經(jīng)過思索，費(fèi)米認(rèn)為，用那些不帶電的粒子作為“炮彈”，來轟擊元素的原子核，由于不受到原子本身磁力場(chǎng)影響，準(zhǔn)確性無疑會(huì)大大提高。因此，他決定試驗(yàn)就從這里進(jìn)行下去。

這項(xiàng)試驗(yàn)遇到非常多的困難，首先是設(shè)備問題。費(fèi)米的實(shí)驗(yàn)要獲得中性電子并計(jì)算其產(chǎn)量，就要靠具有計(jì)算功能的蓋革計(jì)算器。這件儀器在20世紀(jì)30年代是非常罕見的，沒有成品可買。費(fèi)米只好花費(fèi)了一段時(shí)間，親手制造這種儀器。其次是不帶電粒子的來源問題。中子是一種最理想的不帶電粒子，但在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，只能從氧元素中分離出中子，但氡天然就是與鐳共生的元素，于是，搞到足夠數(shù)量的鐳就成了當(dāng)務(wù)之急。當(dāng)時(shí)，鐳是一種非常稀有的重金屬元素，當(dāng)年，居里夫婦花了整整4年的時(shí)間才從8噸瀝青鈾礦渣中提取出0.1克純氯化鐳，還不是純鐳。正當(dāng)費(fèi)米一籌莫展時(shí)，一名政府參議員建議他去政府公眾衛(wèi)生局尋找，在那里的倉庫中，儲(chǔ)藏著1毫克的純鐳和一臺(tái)可以從鐳元素中提取氡元素的儀器!

費(fèi)米的實(shí)驗(yàn)全面啟動(dòng)了。為了保證實(shí)驗(yàn)的全面性，他并不輕易用中子來隨意撞擊元素，而是按照元素周期表的順序，依次實(shí)驗(yàn)。從氫開始，他用中子依次撞擊了氦、鋰、鈹、硼、碳、氨，可是均一無所獲。日復(fù)一日，月復(fù)一月。一天，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到了氟元素，經(jīng)中子撞擊后的氟出現(xiàn)了很激烈的放射性，而相同的現(xiàn)象相繼又出現(xiàn)在比氟更重的元素上。天道酬勤!機(jī)遇再次眷顧了有心人。

隨著試驗(yàn)繼續(xù)深入，費(fèi)米一步步地接近一項(xiàng)震撼世界的發(fā)現(xiàn)——鈾核裂變。1934年4月28日，費(fèi)米用中子撞擊了鈾元素。令人意外的是，經(jīng)過中子撞擊的鈾元素的人工放射性異常的激烈，而且產(chǎn)生出多種性質(zhì)難以測(cè)定的新元素。這是一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)!事后證明，這些新元素就是鈾核裂變的生成物。原子核的裂變現(xiàn)象從來沒有被人們觀測(cè)到的。由此，一個(gè)新的理論誕生了，這就是原子裂變理論：當(dāng)鈾原子發(fā)生裂變時(shí)，一定會(huì)釋放出極大的熱能，分裂的原子核碎片會(huì)以極高的速度散射出來。

這一理論極大地推動(dòng)了當(dāng)代物理學(xué)的發(fā)展，并最終導(dǎo)致了1 939年核反應(yīng)堆的建造和后來人們對(duì)原子能的大量開發(fā)和利用。為此，1938年，瑞典皇家科學(xué)院將諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了費(fèi)米。

點(diǎn)燃“原子之火”

繼人工放射性實(shí)驗(yàn)研究取得重大突破之后，費(fèi)米進(jìn)一步提出了鈾核裂變的“自動(dòng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”學(xué)說。他認(rèn)為，如果我們的假定是對(duì)的，1個(gè)鈾原子在分裂時(shí)會(huì)產(chǎn)生2個(gè)中子，而這2個(gè)中子又去撞擊另外2個(gè)鈾原子，使每個(gè)鈾原子再各產(chǎn)生2個(gè)中子，然后4個(gè)中子又去撞擊4個(gè)鈾原子，接下來，8個(gè)中子撞擊8個(gè)鈾原子……這就是說，我們開始用少數(shù)人造中子來撞擊一定數(shù)量的鈾，便可以引起一連串的反應(yīng)，直到所有的鈾原子都分裂完為止。這種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生時(shí)，鈾原子所釋放出的能量將成兆倍擴(kuò)增，其力量之大，是不可想象的。

1941年底，為逃避歐洲戰(zhàn)爭而來到美國的費(fèi)米，受美國政府邀請(qǐng)，主持參與了對(duì)原子能應(yīng)用開發(fā)的秘密計(jì)劃——制造原子彈，也就是后來永載史冊(cè)的“曼哈頓計(jì)劃”。一年后，即1942年12月2日上午，人類第一座由成千上萬塊石墨組成的鈾核反應(yīng)堆在費(fèi)米的指揮下緩緩啟動(dòng)。這標(biāo)志著對(duì)原子能的利用已經(jīng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的階段。1945年7月16日凌晨，在新墨西哥州的試驗(yàn)場(chǎng)，人類第一顆原子彈在費(fèi)米等人的見證下試爆成功。而在幾個(gè)星期之后，日本的廣島和長崎首先真正地感受到了原子彈的威力，第二次世界大戰(zhàn)也隨之全面結(jié)束。

美國政府為了表彰費(fèi)米在原子彈開發(fā)中的卓越貢獻(xiàn)，于1946年3月授予他美國最高榮譽(yù)勛章——國會(huì)勛章。1954年11月，美國原子能委員會(huì)又授予他第一屆特殊成就獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

科學(xué)家的責(zé)任

當(dāng)費(fèi)米看到廣島、長崎被炸的圖片之后，兩個(gè)問題就始終在他心頭揮之不去。這就是，像廣島、長崎那樣的境況就是科學(xué)的目的嗎?科學(xué)家的責(zé)任又是什么?他對(duì)自己的解釋是“我對(duì)自己的科研成就的實(shí)用價(jià)值并不關(guān)心，我的畢生追求就是對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)本身，政策并不是科學(xué)家的事。”對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)，就是費(fèi)米所認(rèn)為的“科學(xué)家的責(zé)任”。

戰(zhàn)后，費(fèi)米清楚地感到，核物理已經(jīng)達(dá)到了成熟階段以致于對(duì)他失去了某些吸引力，他準(zhǔn)備更新自己。他希望自己能從繁瑣的事務(wù)管理中解脫了出來，把全部時(shí)間用于教學(xué)和科研。于是。他建立了興旺的芝加哥學(xué)派，培養(yǎng)了一大批重要的物理學(xué)家，比如李振道和楊政寧。

費(fèi)米希望在他的兩個(gè)主要感興趣的方面(高能物理和計(jì)算機(jī)應(yīng)用)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在與馮·諾意曼的交往中，他理解到了電子計(jì)算機(jī)的潛在能力。并且，借助最原始的計(jì)算機(jī)，在一些新的方向，例如統(tǒng)計(jì)力學(xué)上，做了試驗(yàn)。

做高能物理學(xué)實(shí)驗(yàn)要有合適的加速器，當(dāng)時(shí)，費(fèi)米直接參與了芝加哥大學(xué)回旋加速器的建造。他是個(gè)“自己動(dòng)手干”原則的忠實(shí)遵循者，從機(jī)械工作一直到最費(fèi)時(shí)而繁復(fù)冗長的數(shù)字計(jì)算，他都親自動(dòng)手。這臺(tái)芝加哥加速器正常運(yùn)行后，費(fèi)米就在同事和學(xué)生們的協(xié)作下，著手研究ππ介子一核子的碰撞，并完成了一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)：質(zhì)子-π介子碰撞的第一個(gè)共振。

1954年11月29日，費(fèi)米因患癌癥在芝加哥逝世，享年53歲。他是為數(shù)不多的兼具杰出的理論家和實(shí)驗(yàn)家的科學(xué)家。他最重要的作用是在研制核反應(yīng)堆上，同時(shí)在現(xiàn)代物理學(xué)的許多方面都做出了重大的貢獻(xiàn)。許多重要的術(shù)語、概念和理論都是以他的名字來命名的，如費(fèi)米子、費(fèi)米氣體模型、費(fèi)米統(tǒng)計(jì)法等等。后人為了紀(jì)念他，將元素周期表中第100號(hào)元素命名為鐨(Fm)。