一位天才的物理学家是怎样把一个研究小组从没有结果的研究中拯救出来的——

1953年春天，与恩里科 · 费米（Enrico Fermi）的那次会面是我生命中的一次大转折。几分钟内，费米就礼貌而又残酷地推翻了一项研究计划，而我和我的学生却已经为这项计划工作了好几年。或许，他把我们从一条没有尽头的道路上给解救了回来，要不然我们可能还要再经历几年没有结果的游荡。我永远感激他打破了我们的幻想，告诉了我们那难以让人接受的事实。

费米是我们这个时代最伟大的物理学家之一，他不仅是一位伟大的理论物理学家而且还是一位伟大的实验物理学家。1942年，他领导的研究小组在芝加哥建造了第一座核反应堆。到1953年，他领导的小组建造了芝加哥回旋加速器，并开始用它来探测控制原子核的强相互作用。他还首次对质子和介子的散射进行了精确的测量，那次实验给出了当时可用于研究强相互作用本性的最直接的证据。

那时，我是康奈尔大学的一名年轻的理论物理学教授，负责指导几个研究生和博士后的研究工作。我让他们计算介子和质子的散射，以希望他们的理论计算结果能够跟费米的测量相比较。在1948到1949年间，我们已经利用量子电动力学的理论对类似的原子过程进行了计算，发现理论与实验惊人地一致。量子电动力学是一种描述电子和质子之间的电磁相互作用的理论。因为电磁作用很弱，所以我们可以准确地计算原子过程。到1951年为止，我们已经完成了原子计算，并且正要寻找新的领域来攻克。我们决定利用相同的计算技巧来探索强大的核力。我们开始利用一个被称为赝标量介子的理论计算介子和质子的散射。到了1953年的春天，我们尽了很大的努力，画出了介子-质子散射的理论曲线图。我们高兴地发现我们计算的数字跟费米测量的数字符合得非常好。因此，我和费米约好，向他展示我们的计算结果。我自豪地带着一包理论曲线图乘着灰狗长途车从伊萨卡来到芝加哥向费米展示。

我来到费米的办公室，把曲线图交给了他，但是费米根本不瞅它们一眼。他请我坐下来，友善地向我询问我妻子以及刚出生的儿子的健康状况，当时他已经50岁了。然后，他以从容而又平和的声音陈述了他的意见。他说：“进行理论物理计算一般有两种的途径。第条，这一条也是我所喜欢的，是对你所计算的过程有一个清晰的物理图像。另一条是具有一个明确而又自洽的数学形式体系。而这两条你都没有。”我感到有些头晕目眩，但还是斗胆向他询问，为什么他认为赝标量介子理论不是一个 自给的数学形式体系。他回答道：“量 子电动力学是一个好的理论，那是因为电磁作用很弱，当形式体系变得不明确的时候，我们有一个清晰的物理图像来指导我们。赝标量介子理论没有物理图像，而相互作用又如此之强以至于没有什么东西是收敛的。要得到你所计算的结果，你必须进行若干随心所欲的截断处理，而这些都是没有坚实的物理基础和数学基础的。

在绝望之中，我问费米，他是否注意到我们的计算数目和他的测量数目符合得很好。他反问道：“你们在计算过程中使用了多少任意参数？”我想了一想我们的截断处理过程，回答说：“四个。”他说：“我想起我的朋友坚尼 · 冯 · 诺尔曼（Johnny von Neumann）过去曾说过，用四个参数我可以拟合出一头大象；用五个参数，我可以让它舞动鼻子。”交谈就这样结束了。我谢过费米之后，就沮丧地乘着下一班汽车回到伊萨卡，把这条：坏消息告诉了学生。因为，对于学生来说，把名字署在一篇已经发表的论文上是一件重要的事情，所以我们并没有立刻放弃我们的计算。我们完成了计算，并且写了一篇长文章，把我们的名字都署上了，后来这篇文章敏物理评论正式发表了。后来，我们解散了，各自去寻找工作。我溜到加州伯克利开始了新的凝聚态物理的研究。

50年之后再回首，我可以清晰地感觉到费米是正确的。搞清强相互作用的关键在于夸克的发现。介子和质子都是一小包夸克。在默里 · 盖尔曼（Murray Bell-Mann）发现夸克之前，每一个强相互作用理论都有些差强人意。费米一点也不了解夸克，他在夸克被发现之前就去世了。但是在某种程度上，他知道在1950年代的介子理论中缺少了某些本质性的东西。他的物理直觉告诉他赝标量介子理论不会是正确的。因此，是费米的物理直觉，而不是任何理论和实验的差别把我和我的学生从死胡同里的挣扎中给解救了出来。

本文作者弗里曼·戴森（ Freeman Dyson）是美国著名的理论物理学家（量子电动力学的奠基人之一），现在普林斯顿大学高等研究所工作。

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恩里科·费米生平简介

恩里科 ·费米，1901年9月29日出生在罗马的一个职员家庭中。他在童年时期就显露出善于发明的才能，按着自己设计的图纸，他和兄弟朱里奥一起制作了一台电动机与飞机模型。在罗马的中学毕业之后，他来到比萨大学继续深造。当时费米已经出色地通晓经典物理和相对论。他在这里撰写了几篇论文，1922 年通过了博士论文答辩。

1924年，他在佛罗伦萨大学教授数学和物理，并发表了关于粒子统计力学的长篇论文。在这篇论文中，他陈述了被称为费米-狄拉克统计法的基础。该统计法在原子物理学中被泛使用。

1928年，费米被任命为罗马大学的物理学教授，同年，他当选为意大利皇家科学院院士。嗣后，他逐渐成为许多国家的科学院院士，其中包括苏联科学院院士。费米在罗马大学工作了10年，创立了当代物理学的意大利学派。他的一些著名论文都是在这期间完成的，尤其突出的是关于β放射性衰变的论文。1934年， 当居里夫妇发现了人工放射性时，费米产生了利用中子使原子核发生反应的思想。他用试验实现了这一思想，同时发现了中子减速运动的可能性，这个发现被称为费米效应。由于对中子性质的研究，费米于1938 年获得诺贝尔物理学奖。

之后，他携家转赴美国，以表示对意大利法西斯政府迫害犹太人的抗议。他接受了哥伦比亚大学物理学教授之职，从事铀核能释放的工作。1942年 12月，在费米亲自管理的反应堆里，首次完成了自持链式核反应。1944年，费米前往洛斯-阿拉莫斯。当时，奥本海默教授正在那里领导制造原子弹的工作，1945年7月16日，在新墨西哥州阿拉莫尔多的沙漠里，原子弹首次试验成功。战后，费米担任芝加哥大学教授的职务。1946年， 他获得美国国会奖给他的"功勋“勋章。20世纪50年代，费米开始研究高能基本粒子，他后来的一系列科学著作就是这项研究的成果。费米于1954年11月28日在芝加哥去世。