[编者按]正在美国阿肯色大学就学的我国留学生朱若浩和叶学敏,希望我们把下面这篇文章推荐给读者,尤其是年轻的读者和大学生。
费米是一位杰出的物理学家。从文章中我们可看到他一生献身于科学事业的崇高精神,对教育事业的一丝不苟,及对青年科学工作者的充满热情的培养。原文选自杨振宁教授回忆费米的片段,发表在费米论文集第2卷,第673页。
二次大战末,费米参加了芝加哥大学物理系新建立的核子研究所的工作(现在该所已以他的名字命名)。当时学校里的研究工作和研究生教学工作,正处于恢复时期。那些由于被战争耽误了学业的学生们络绎不绝地回到校园里来,并有相当多的物理系研究生到芝加哥大学去注册,无法估计他们中究竟有多少人是慕费米名而来的,但我就是其中之一。实际上,一九四五年九月当我从中国来到美国时,就已决心跟从费米或魏格纳从事研究工作,虽然,我知道战事使他们离开了各自所在的大学。我仍然清楚地记得那天——那是刚到纽约后不久,为了想知道费米教授是否即将开课,我赶到哥伦比亚大学“普平”大楼的第八层楼,我见到的只是秘书那茫然的神情......,于是我就赶到普林斯顿,在那儿,我听到了十分令人失望的消息——魏格纳几乎不可能在第二年教书了。意外的是,在普林斯顿我从张文裕处听说芝加哥将建立一所研究所,而且费米将参加研究所的工作,马不停蹄,我又赶到了芝加哥大学,并注了册。直到1946年1月,在我亲眼见到费米开课之后,才完全放下心来。
众所周知,费米的演讲是极简练而透彻的,这就是他的风格。他经常从基本开始,举些简单例子,避免公式化来讲解每一个课题(他经常开玩笑地说,复杂的公式化是为“高层神父”准备的)。他这种非常简明的推理,似乎给人留下了不花力气的印象,但是事实并非如此,这种简明化正是出自细心的准备以及对各种表达方式进行深思熟虑权衡的结果。1949年春,当时费米正开着一门核物理课[教材,后来奥列尔(Orear)、罗森菲尔德(Rosenfeld)和许路特(Schluter)写成书出版],因为事务的原因,费米必须离开芝加哥几天,他请我替他代一次课,并且交给了我一本笔记本。在这本笔记本内,他已经为每一堂课做了相当详细的准备。在临行之前,他又与我一起重温了这一堂课的备课笔记,并仔细阐明每一字里行间的含义。
费米有这样一个习惯,即每周与几个研究生举行一、二次非正式的未经准备的讲演,学生们汇集在他的办公室里,有时由费米本人或由一位学生提出一个特殊的题目来进行讨论。那时,费米会在他编好详细索引的笔记本里,找出有关论题的笔记,然后讲解给我们听。我对费米在1946年10月至1947年7月期间演讲时所记的课堂笔记,至今仍然保存着。此笔记按原来的顺序包括下面一些题目:星体的内部结构和演化、白矮星的结构、伽莫大——薛尔堡关于超新星的思想(即中微子由于电子被核俘获而冷却)、黎曼几何学、广义相对论和宇宙学、托马斯-费米模型、在高温高密度下物质的状态、托马斯“2”的因子、中子被正氢和顺氢的散射、同步辐射、“塞曼效应”、电路中噪音的“约翰逊效应”、波色一爱因斯坦凝聚多重周期系统和波尔量子化条件、基本粒子的玻恩-英费尔德的理论、统计力学基础的主要描述、介子在物质中的减速、中子在物质中的减速。这种讨论是以简单明了的方式进行的。讨论经常强调的是关于论题的本质的和实际的方面。讨论的途径总是直觉而又形象化的,而不是数学化的。
多年来、费米一直保持着关于物理学上种种课题的详细笔记,其范围甚广,包括从纯理论到纯实验;从像“对三体问题所使用的最佳坐标”这样一个简单问题一直到像广义相对论这样深奥的课题。对这些,我们所有的人都感到受益匪浅,我们从而懂得了什么是物理学,也懂得了物理学不仅只是专家们的课题,而是以一砖一瓦从平地上,一层一层地建立起来的。我们也还学到了抽象应来自于详尽基础工作之后,而不是在这之前。在这些课程中,我们看到了费米喜欢使用台式计算机,而且不厌其烦地用它进行简单的数字计算。
除了正式的和非正式的课以外,费米几乎把他的所有午餐时间也都献给研究生了(至少在1950年前情况如此)。当时,话题自然包括很广的范围,我们观察到略有保守的费米却具有很独立的见解,我们也注意到他讨厌自负,而不管其表现如何。有时候他对我们的研究工作给予一般性的指导。我记得他一贯强调青年人应该把大部分时间致力于简单的实际问题,而不是深奥的重大问题。
“介子是基本粒子吗?”这篇论文是我和费米在1949年夏季写的。正如文章所明确表明的那样,我们并不对所提出的观点会与现实相符抱有任何幻想,相反,我倾向于把这工作留在笔记本里,而根本不要发表它。然而费米却说,作为一个学生,他应该解决问题,但作为一个研究工作者,他需要提出问题,他认为我们提出的问题具有发表的价值。这里我附带说明一下,这个问题,至今(1963年)仍然没有解决。
正如赛格莱(Segre)在费米著作集绪论中所说的,费米对于“原子核壳层模型的自旋轨道的相互作用”这样一个重要的问题,是起了推动作用的。(参看1949年《物理评论》75期1969页,M. G Mayer梅逸的文章结尾中的答谢部分)。另一个由费米首先提出的问题是核子数守恒的概念,(参看杨振宁和提姆诺(J. Tiomno)发表在《物理评论》1950年79期495页脚注12)我也想提到的是费米对于宇称守恒的问题有浓厚的兴趣。(参看由Jorear,A,H,Rosenfeld和R. A. Schluter以及原子核研究所,芝加哥大学等汇编的“原子核物理和基本粒子物理的国际会议的会刊”1951年第2页和第109页)[参看Enrico Fermi,“Collected papers” vol. 2 pp821,The Vniversity of Chicago press(1962)]。
1954年的秋季,费米病危,盖尔曼(M. Gell-Mann)(那时他在哥伦比亚大学)和我一起赶到芝加哥别林斯医院去看望他。当我们进入他的病房时,他正在阅读一本故事集,这本故事集讲的是关于一些人用他们的毅力成功地克服了难以想象的自然障碍和灾难。他很瘦,但不十分悲愁,并且很冷静地告诉我们关于他的情况。医生已经说过,几天后,他就可以回家,但活不了几个月了。他给我们看了放在他旁边的笔记本,并对我们说:这是他写的关于原子核物理的笔记,他打算在出医院后,在自己生命的最后二个月中,对它加以校订出版。盖尔曼和我被他的纯朴的决心和致力于物理学的精神所深深感动,好大一会儿,我们都不敢直视他的脸(费米在我们探望后的三周内去世)。
俗话说,一个人生命的长短,不应该用年月来度量,而应该用他的各种成功的经历来衡量。
作为一个芝加哥大学的教师,恩立柯· 费米在他的许多经历中,已经直接和间接地影响到和我同一代的那么多的物理学家,历史记载本身就足以证明这一点。