费米简介

　　1901年9月29日生于罗马，父亲是铁路职工，母亲是中学教师。中学时是模范学生，各方面名列前茅。从小对机械着迷，曾和哥哥一起设计与制造电动机，设计飞机引擎等。他酷爱数学和物理，10岁时听大人们谈论表示圆，就独自弄懂了这一表示式。独自钻研了大量代数、几何、分析题目。17岁时以第一名考入比萨大学师范学院。他的入学试卷“声音的特性”详细探讨了振动杆的实例，写出了振动杆偏微分方程，求得其本征值与本证函数并对杆的运动作傅里叶展开。主考教授对这一通篇无错的答卷惊讶万分，交口称赞，认为是意大利科学复兴的希望。图书馆里的书籍是他最好的老师。在比萨大学，他被认为是相对论和量子理论的最高权威。大学三年级就发表了两篇研究论文。

　　1922年获博士学位。1923年去格丁根大学随M.玻恩工作，1924年到荷兰的莱顿大学，随厄任费斯脱（Paul　Ehrenfest，1880～1933）工作。同年回意大利，在罗马大学任教，1925年到佛罗伦萨大学任讲师。1926年起任罗马大学教授。此后10年，是他创造的黄金时代，并在他周围形成著名的罗马学派，1928年获诺贝尔物理学奖后移居美国。1939～1942年任哥伦比亚大学教授。1942～1945年任芝加哥大学教授，1944～1945年任洛斯阿拉莫斯实验室主任。1946年起任芝加哥大学核物理研究所教授。

　　他主要从事统计物理、原子物理、原子核物理、粒子物理、天体物理和技术物理等方面的研究。1925年12月，与狄拉克各自独立地提出具有半整数自旋粒子的统计法（费米－狄拉克统计法）。1928年给出描述和计算多电子原子基态的近似方案（托马斯－费米原子模型）。

　　1934年，建立β衰变理论，从而奠定了弱相互作用的理论基础。

　　在实验物理方面，费米同样作出了重要贡献。1934年用中子代替α粒子对周期表上的元素逐一攻击直到铀，发现了中子引起的人工放射性，还观察了到中子慢化现象，并给出它的理论，为后来重核烈变的理论与实践打下基础，为此，于1938年获诺贝尔物理学奖。

　　1936年发现中子的选择吸收，他与他的同事们在这方面的工作，奠定了中子物理学的基础。

　　1939年，费米着手探索核裂变链式反应的可能性，并于1942年12月2日在芝加哥大学建成世界上第一座可控原子核裂变链式反应堆，使它达到临界状态，产生可控的核裂变链式反应。这一成就是原子能时代的一个重要里程碑。其后他参加了原子弹地研制工作。

　　费米一生的最后几年，主要从事高能物理的研究。1949年，揭示宇宙线中原粒子的加速机制，研究了Л介子、μ子和核子的相互作用，提出宇宙线起源理论。1952年，发现了第一个强子共振──同位旋四重态。1949年，与杨振宁合作，提出基本粒子的第一个复合模型（费米－杨振宁模型）。费米于1954年11月29日因癌症去世。

选自：《物理教师手册》

一、生平简介 

费米，E.（Enrico Fermi 1901-1954) 美籍意大利物理学家。1901年9月29日出生于罗马。1918年进入比萨大学，1922年得博士学位。继而去德国哥廷根大学随M·玻恩工作，后又去荷兰莱顿大学随P·厄任费斯脱工作。1924年回到意大利，在罗马大学任教，1925年到佛罗伦萨大学任讲师。1927年回罗马在帕尼斯佩纳大道的物理研究所工作，并在罗马大学担任第一任理论物理讲座。

1938年意大利颁布了法西斯的种族歧视法，由于费米的妻子是犹太血统，他于1938年11月利用去瑞典接受诺贝尔奖的机会，携带家眷离开意大利去美国，先在纽约哥伦比亚大学后在芝加哥大学任教。

费米于1929年被选为意大利皇家学会会员，1950年被选为英国皇家学会国外会员。为了纪念他所作出的贡献，原子序数为100的元素以他的姓氏命名为镄（ferium）。美国原子能委员会设立了费米奖金，1954年首次奖金授予他本人。

20世纪以来，物理学研究领域的广度和深度都发展得很快；很少有人能在几个领域都作出重要的贡献。可是费米对理论物理和实验物理都作出了重要的贡献，有些还是开创性的成就，这在20世纪是少见的。

1954年11月29日费米病逝于芝加哥。终年53岁。

二、科学成就

1.“费米—狄拉克统计”理论

1926年初，费米根据泡利不相容原理，提出电子应服从的统计规律。这个统计规律也适用于服从不相容原理的其他粒子，如质子、中子，这对于理解物质的结构及其性质有很大的重要性。几个月以后，P.A.M.狄喇克独立地提出了相同的理论。因此后来称由费米和狄喇克所提出的处理服从不相容原理的全同粒子的统计方法为“费米-狄喇克统计”。

2.“托马斯-费米模型”的建立

1927年冬，费米根据费米-狄喇克统计原理建立了一个原子结构的模型理论。在这以前不到一年，英国的L.H.托马斯曾提出过相同的理论。但当时费米并不知道托马斯的工作，他们都是各自独立进行的；因此后来这一原子结构的模型理论被称为“托马斯-费米模型”。

3.“电弱统一理论”

为了解释β衰变过程中电子能量连续分布的现象，W.泡利于1930年提出中微子假说（1933年正式发表）。当时泡利以为这一假说不会被人认真对待，一直没有公开发表。但费米却认真接受了中微子假说，结合W.K.海森伯1932年提出的β衰变就是原子核内一个中子放出一个电子变为一个质子的过程这个设想，于1933年提出了β衰变理论，成功地解释了β衰变现象的许多特点。50年来，费米的β衰变理论有了不少发展，特别是在60年代末、70年代初，它已和电磁相互作用理论相结合，演化成为电弱统一理论。这一统计理论在低能弱相互作用现象中的等效形式仍与早年费米的β衰变理论的形式相同。因此一般都认为费米是弱相互作用理论的开创人。

4.实验物理学中成果丰硕，并获诺贝尔奖

在实验物理方面费米同样作出了重要的贡献。1934年初，约里奥-居里夫妇用α粒子轰击原子核产生人工放射性元素之后，费米就想到可以用中子轰击原子核产生人工放射性元素。他和他的助手用中子照射了几乎所有的化学元素，在短短几个月中就发现了60多种新的人工放射性核素。1934年秋，费米和他的合作者们还发现，就产生放射性的效率而言，对许多元素用慢中子照射比用快中子照射更为有效。这对以后发展原子能的研究有重要意义。

由于中子核反应的发现，费米获得1938年诺贝尔物理学奖。

5.领导建立首座可控原子核裂变反应堆

1939年N.玻尔去美国时告诉他铀裂变的消息后，费米就着手探索核裂变链式反应的可能性。在他的领导下，他和助手们在1942年12月2日在芝加哥大学建成世界上第一座可控原子核裂变链式反应堆，使它达到临界状态，产生可控的核裂变链式反应。这一成就是原子能时代的一个重要里程碑。随后费米参加了原子弹的研制工作，到美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯实验室任理事会委员。

6.为粒子物理学研究培育桃李

为了反对把原子能用于战争目的，费米于1946年初离职回到芝加哥大学任教，转入粒子物理这个新领域的研究。一批有为的青年慕名来到芝加哥大学，聚集在他的左右，其中如杨振宁、李政道、M.盖耳-曼和O.张伯伦等人，后来成为有重要贡献的物理学家。芝加哥大学的同步回旋加速器建成以后，费米和他的小组于1951年发现了第一个核子共振态。

三、趣闻轶事

1.实验物理与理论物理两栖的学者

在物理学史上，要给费米正确的评价，现在似乎还为时太早。他是二十世纪唯一擅长理论与实验的物理学家，是一位多学科性的学者。他总是摇摆于理论物理学与实验物理学之间，很方便地适应着变化中的需要。无论什么时候，只要看来没有进行令人感兴趣的实验的机会，恩里科就撤退到他的办公室里，一张又一张地写满了计算。他在家里显得全神贯注，一点也不注意家事，他在报纸边上潦草地写上各种令人费解的数字和符号：如果我要递给他一张草稿纸，他就以他自己并不是在做什么重要的事情为借口而拒绝接受。但是，只要他对一个实验研究有了一种想法，或者只要有人在设计和制造一种新仪器设备，他就任凭他的稿纸落满灰尘，而把他的全部时间都花在实验室里。”（引自《原子在我家中》）