第二次世界大战结束时,费米到了芝加哥大学工作,在物理系和新建立的核学研究所(该所现在以他的名字命名)。那时,大学里的学术研究工作和研究生教学正在恢复中,为战争所耽误的学生们蜂拥般地回到了校园。芝加哥大学物理学研究生的注册人数特别的多。他们之中究竟有多少人为费米的名字所吸引而前来芝加哥,我们很可能永远不会知道。就我个人来说,即是这些人中的一个。当1945年11月由中国来到美国时,我便已经决心跟随费米或威格纳[1]学习。但是我知道,战争工作使得他们减少了自己大学的人员。我记得有一天,在我抵达纽约之后不久,我步履艰难地沿着住宅区走上了Pupin*的第八层楼去打听是否费米教授即将开课。秘书们都以茫然不知的表情对着我。我接着到了普林斯顿,感到深为失望的是,威格纳下一学年又几乎不可能到学生中来。不过在普林斯顿,我通过张文裕而了解到了一些传闻,说是一个新的研究所在芝加哥已经建立,说是费米将参加这个研究所。于是我到芝加哥去,在芝加哥大学注上册,但还不觉得完全放心,直到1946年1月费米开始他的授课时我亲眼看见了他。
正如大家都知道的,费米讲课非常清晰、透彻。他以一种自己所特有的风格,对于每个题目常常是开头讲些简单实例,并尽可能地避免“形式主义”(他曾开玩笑说,复杂化的形式主义像是“高级牧师”)。他论据的极端简明令人产生了不费力气似的印象。可是这种印象是虚假的,简明是细心准备的结果,是审慎掂量各种描述方案的结果。1949年春天,当费米正在讲授《核物理》课程(该课内容后来由Orear,Rosenfeld和Schluter整理出来并作为一本书发表)时,他要离开芝加哥几天。他要求我接替他一次课,并给了我一个小笔记本,其中他已经细心地准备了每一讲的绝大部分细节。在他离开之前,他同我一起精心推敲讲稿,对所列举的每个描述线条的论据进行解释。
费米习惯于(每周一次或两次)不期而来地为研究生小组进行非正式的讲课。小组集拢在他的办公室,由某个人(或者费米自己,或者一个研究生)提出特定的题目来讨论。费米通过他细心编入笔记本中的索引来找出他关于这题目的笔记,接着把它介绍给我们。我保存着1946年10月至1947年7月他晚上讲课时我所做的笔记,它包括下列这些原始顺序的题目:恒星的内部构造和演化的理论,白矮星的结构,Gamov-Schōnberg关于超新星的思想(中微子由于电子被原子核所俘获而冷却下来),Riemann几何学,广义相对论和宇宙学,Thomas-Fermi模型,极高温度和极高密度中的物质状态,Thomas因子-2,常态下的中子散射和标准氢,同步辐射加速器,Zeeman效应,回路噪音的“Johnson效应”,Bose-Einstein凝聚(作用),多重周期系和Bohr量子条件,Born-Infeld基本粒子理论,统计力学基础的简要描述,介子在物质中的减速,中子在物质中的减速。这些讨论保持在初级水平上。重点常常放在题目的本质部分和实际部分;探讨几乎都是直觉的和几何学的,而不是分析的。
事实上,费米保存了过去这几年关于物理学各种各样课题的详细笔记,围绕着从纯粹理论的到纯粹实验的,从像极坐标应用于三体问题这样简单的问题到像广义相对论那样深奥的课题,它对于我们所有人来说都是一门重要课程。我们知道,那就是物理学。我们知道,物理学不应该是专家的一种课题,物理学是从地面开始,一块砖又一块砖地,一层又一层地建造上去的。我们知道,抽象观念是在细致的基础工作之后,而不是在那以前。我们也从这些讲课中知道,费米以使用台式计算机做简单数字计算为乐趣,而不是反感。
除了正式课和非正式课之外,费米还把他的几乎全部午餐时间都交给了研究生(在1950年以前情况至少是这样)。在这些午餐时间中,谈话自然包括了一大片课题。我们注意到,费米像一个有点保守的人那样具有非常独立的精神。我们注意到,他厌恶不管什么类型的狂妄自大。有时候他向我们提出有关我们研究工作的一般建议。我记得他强调的是,一个人在年轻时,应该把他的主要时间致力于简单的实际问题,而不应该陷入某一基础问题之中。
论文第239号*是费米和我在1949年夏天写的。正如论文中所清楚声明过的,我们实在没有任何幻觉,竟然以为我们无论提出什么都能符合实际。其实,我倾向于埋头在笔记本上工作而根本不发表它。费米说,无论如何,作为一个学生要会解答习题,但是作为一个研究工作者则要会提出问题;他认为我们提出的问题值得发表。这里我可以加上一句,这问题今天(1963)仍然没有解决。
正像塞格雷(E. Segrè)[2]在他为费米论文集而作的序言中所评述的,一个非常重要的问题,即费米曾帮助提出了在核壳层模型中自旋轨道的相互作用;〔参见M. G. Mayer[3]在她论文末尾的感谢话,《Phys,Rev.》75,1969(1949)〕。另一问题,即费米是核子守恒概念的第一个提出者〔参见杨振宁和J. Tiomno论文脚注12,《Phys. Rev.》79,495(1950)〕。我还应该提到,费米一直是非常关心宇称守恒问题。〔参见《国际核物理与基本粒子物理讨论会记录汇编》,由芝加哥大学核学研究所J· Orear,A. H. Rosenfeld和R. A. Schluter编辑,1951,第2页和第109页〕(参见论文第245号)。
1954年下半年,费米得了致命的病。当时在哥伦比亚大学工作的Murray Gell-Mann和我一起赶到芝加哥“Billings医院”看望他。当我们进入他房间时,他正在读一本书,这是一本关于人依靠自己的意志力成功地战胜古怪离奇的自然灾祸的小说集。他身体非常虚弱,但只有几分悲哀而已。他非常平静地告诉我们有关他的状况:医生曾经说过,他可以回家一些日子,但他将不会活过几个月时间。他接着从病床旁边拿出笔记本给我们看,说那是他自己关于核物理学的笔记。他曾打算,当他离开医院,在两个月的离开期间中对它进行修订以供发表。Gell-Mann和我都为他的简单决定和他对物理学的献身精神弄得如此不知所措,以致我们好一会儿还在害怕朝向他那面容。(费米在我们看望他不到三个星期就逝世了。)
据说,一个人生命的长短不应该以年纪来计算,而应该以他成功地度过的各种经历来量度。恩里科· 费米,在他许多经历的一段中,作为芝加哥大学的一位导师,曾经直接地和间接地影响过如此众多的、不言而喻是与我同代的物理学家们。以下就是1946~1949年在芝加哥大学获得他的研究生教育的一些物理学家的名单(我是1949年离开芝加哥大学的,而且不熟悉费米后来的学生):H. M. Agnew,H. V. Argo,O. Chamberlain[5,7],G. F. Chew[7],G. W. Farwell,R. L. Garwin[7],M. L. Goldberger[7],D. Lazarus,李政道[6,7],A. Morrish,J. R. Reitz,M. N. Rosenbluth,W. Selove,J. Steinberger[7],R. M. Sternheimer,S. Warshaw,A. Wattenberg,L. Wolfenstein,H. A. Wilcox,杨振宁[6,7]。
[The Collected Papers of Enrico Fermin卷]
译者注:
[1] E. P. Wigner,1963年度诺贝尔物理奖获得者。
[2] 1959年度诺贝尔物理奖获得者。费米的第一个(罗马时期)研究生和终生朋友。
[3] 1963年度诺贝尔物理奖获得者。
[4] 1969年度诺贝尔物理奖获得者。
[5] 1959年度诺贝尔物理奖获得者。
[6] 1957年度诺贝尔物理奖获得者。
[7] 美国全国科学院成员。
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* 标题是译者所加的,原文无标题。
*纽约哥伦比亚大学物理实验大楼,费米在美国初期的工作场所。——译者注
*即《介子是基本粒子吗?》(Are Mesons Elementary Particles?)译者注。