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主题:【科学版征文】我知道的费米等三人----兼请聆听寂静兄指正 -- 冷原子

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  • 家园 【科学版征文】我知道的费米等三人----兼请聆听寂静兄指正

    聆听寂静兄提议说说费米,奥本海默和泰勒这三个人。其实我知道的也不多,随便说几句,抛砖引玉,大家补充指正。也算是响应爱莲斑竹的征文。

    费米:宽厚广博的一代宗师

    费米被认为是最后一个理论和实验兼通的物理大家。在他之后,由于物理学各个分支的高度专业化,就只有单纯的优秀的理论物理学家或者实验物理学家了。

    费米是一个物理感觉很好的人。他兼通从底层开始的物理学各个分支。据杨振宁回忆,费米在做他们研究生导师的时候,每个星期四的晚上,都把几个学生召集到自己的办公室,然后有学生随便提出一个题目,费米就从书架上取出自己关于这个问题的笔记,然后把这个问题从头到尾讲下来。这个积累一般人是没有的。杨振宁回忆说,这个讨论使他们认识到物理学的研究是从下而上一层一层垒起来的。

    据范洪义等的《物理学家的风雅趣闻》这本书记载,有一次费米和康普敦乘火车,康普敦提到有一次自己的手表在高山上不准了。费米立刻开始计算,并且推倒出了手表摆轮和大气压的相互作用方程,还画出了变化曲线。考虑到火车上没有任何参考书可以借助,这就太让人佩服了。李政道还曾经回忆,有一次费米指导他研究太阳的问题,甚至利用一个周末亲自动手帮助李政道做了一个专用计算尺。

    费米早年在理论方面贡献甚多,最著名的包括全同粒子的费米统计,贝它衰变理论以及光场的量子理论等等。实验方面的成就,最著名的就是在芝加哥大学的球场下面建造了世界上第一台核反应堆。如同大家所知道的,费米的弟子中成大器者比例甚高。然而遗憾的是,费米并未象费曼和朗道等人一样留下成套的著名物理教材。我所知道的,费米留下的物理著作只有一本热力学,一本核物理和一本量子力学手稿。也许这和费米的早逝有关系。

    奥本海默:从桀骜不驯的天才到杰出的科学领袖

    奥本海默一般是作为美国或者说世界的原子弹之父而为大众所熟知的。事实上,奥本海默是个天才。据说他在很小的时候就学会了希腊语,并且熟读荷马史诗。同时代类似的神童,后来在科学上成大器的,我知道的还有冯诺伊曼和控制论的提出者维纳。不过后者始终精神状态不好。

    奥本海默是美国的第一代物理学家。他在德国求学,因为那个时候德国还是世界科学的中心。这个中心的地位很快转到了美国。等到费曼念书的时候,就不用到欧洲学物理了。

    奥本海默在德国师从著名物理学家马克斯波恩(Max Born)。波恩是量子力学的早期奠基人之一,在量子力学和固体物理等方面有很多重要的工作。我国著名的理论物理学家彭桓武先生,黄昆先生和程开甲先生也出于波恩门下。据波恩的自传《我的一生》记载,奥本海默那个时候非常侍才放旷,骄傲自负,以致于同组的其他学生不愿意和奥本海默一起开组会。不过波恩肚大能容,总是容忍奥本海默的骄傲。

    我所知道的,在制造原子弹之前,奥本海默在理论物理方面有两个比较大的成就。一个贡献是黑洞方面的,另一个则是和波恩一起提出的波恩-奥本海默近似。这个近似最早是用在分子物理里面,现在则在分子物理,量子化学和量子物理学的方方面面扮演者重要的角色。比如冷原子物理中非常重要的“盛放”冷原子的磁阱,就是根据这个近似制造的。顺带说一句,我的工作到目前为止有一半和这个近似有关系。

    众所周知,奥本海默是美国曼哈顿原子弹计划的负责人。在这个计划囊括了包括后来的许多诺贝尔奖得主在内的一大批科学精英。从这个角度看,此时的奥本海默,应该已经改变了骄傲的性格。

    二战结束之后,奥本海默长期负责普林斯顿高等研究院。这个研究院聚集了包括哥德尔和爱因斯坦在内的一大批理论物理和其他方面的精英。在这个研究院,奥本海默和费曼等人共同经历了以谢特岛会议为标志的量子电动力学中重整化理论的诞生历程。而这项工作三个主要人物(费曼,史温格和朝永振一朗)中唯一一个在美国之外的科学家,即日本的朝永振一朗也是把自己的论文首先寄给奥本海默。这一次奥本海默从善如流,支持青年物理学家费曼等人的观点。有趣的是据说由于波尔对新理论的反对,费曼等人直到波尔死后才获诺贝尔奖。获奖之后,奥本海默给费曼打去电报,电文只有两个字--“终于”。

    五十年代麦卡稀注意在美国横行,奥本海默也被怀疑和共产党有关系,受到调查。当时几乎所有被问到的科学家都为奥本海默作证,证明其清白(可见奥本海默的人缘还是很好的)。然而泰勒不知道是因为什么原因,却给出了不利于奥本海默的证词。因为这件事情,很多物理学家都跟泰勒掰交情了。

    泰勒:灵感源源不断的匈牙利"外星人"

    泰勒是匈牙利人。匈牙利在近代史上出了很多著名的科学家,包括物理学家,诺贝尔奖得主维格纳,钱学森的老师冯卡门,以及旷世奇才冯诺伊曼等等。以致于有一个著名的笑话,说地球上其实是有外星人居住的,只不过这些外星人叫匈牙利人。泰勒是美国的氢弹之父。他之所以搞氢弹,据说是因为在曼哈顿计划中他的思维太活跃,搞得身边的人都被牵着在不同的方向上游走,奥本海默不胜其烦,只好让他自己带一些人从事单独的氢弹研究。

    据说泰勒曾经推导出原子弹爆炸有可能引发地球上氢气的连锁巨变反应,从而导致地球变成一个巨大的氢弹,彭的一下子炸掉。美国政府大为恐慌,认为就是让法西斯奴役也不能让人类毁灭。勒令重新计算,最后大家复核,发现泰勒的计算有错误的,这件诡异的事情事实上是不可能发生的。曼哈顿计划方才得以继续进行。

    泰勒是杨振宁的博士导师。据杨振宁回忆,面试的时候泰勒只问了杨振宁一个很简单的问题,即氢原子的基态波函数是什么。杨振宁答出来了,于是泰勒就答应收杨振宁当学生。因为泰勒很重视学生对基础问题的掌握。

    杨振宁还曾经回忆,说泰勒每天可能有十个想法,一般来讲其中九个是错的。不过这就够了。

    关键词(Tags): #古今中外科学家征文(爱莲)元宝推荐:爱莲,

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    • 家园 费米早逝可能与造核反应堆有关吧?那年头估计不懂防护

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      • 家园 不太清楚费米癌症的成因

        我想那时候的人肯定是知道防护的。防护的效果如何我就不知道了。

        • 家园 防护的效果估计有限

          费米我不清楚,但冯诺依曼五十多岁得癌症去世绝对是因为他常看核试验。

        • 家园 传说费米大牛有这么一个故事

          当人类的第一颗原子弹在美国新墨西哥州阿拉莫戈多沙漠中爆炸时,费米在隐蔽体外对着冲击波洒出一把纸屑(肯定是计算中的安全距离外),根据纸屑飘落的距离估算出了原子弹的当量,居然与事后根据大量测试数据计算的结果相当吻合。

          如果这个故事是真的,那么费米在这次活动中吃的射线应该不少,即使他躲过了最初的原子闪光。从这个故事也能看出,当时的科学家对核辐射的危害不够重视。

          费米是英年早逝呀,1958年就走了,都是核辐射惹的祸。

          • 家园 他还号称是不带防护镜亲眼看到爆炸的第一人
          • 家园 费米这个故事是真的

            费米因为是意大利人,所以并没有参加最核心的原子弹研制。故而费米尽管被邀请参加原子弹试爆,但是却并不了解这第一颗原子弹的当量。他确实用这个简单的办法估算出了当量的数量级。

            这个故事也是体现费米物理直觉的著名故事之一。前不久,青年小说家燕垒声还把这个故事放到了短篇科幻小说《天雷无妄》中。

            不过,当时和费米一同观摩原子弹试爆的人很多,我不清楚是否大多数人都得了核辐射引发的疾病。当然这个可能性是存在的,但是现在我还不知道是否有这样的统计。

    • 家园 好贴
    • 家园 【原创】费米轶事(摘录自旧文)

      说道修东西,想起几个物理学上的牛人来:

      1.卡皮查,此人对机械极其熟悉,深获卢瑟福的赏识.在英国期间,有一次

      有个矿厂还是什么的,有一台电机坏了,怎么都不转,最有经验的机工也

      无法将之修理好.于是他们就以1000英镑的高价请卡皮查来修,卡皮查来

      看了看,拿起一把锤子,在电机某部位一敲,顿时这个电机就好了.然后矿厂

      主觉得这太容易了,以至于不愿意付那1000英镑.于是卡皮查说:"敲那一锤子

      只值5英镑,找到那敲的部位,995镑."

      2.费米,此人对机械电子也都很熟,并且有自己造一切东西的变态欲望.他在罗马的

      时候,居然不惜血本,自己造电容,而这些电容都是市场上可以买到的.他在美国的时候,

      买了一辆汽车,做一次长途跋涉.路上汽车出故障的时候,费米就会自己修理它.

      以至于一个加油站的老板看到了费米的修理技能后,提出愿意雇佣费米.而那时正值

      美国经济大萧条.感觉费米的物理图象十分清楚,他眼中的物理都是实实在在的,

      而不是一些空洞抽象的理论.再扯远一点,据说有次费米坐火车的时候很无聊,

      Campton给他除了一个问题,说是他在一座什么高山上,发现自己的表不准了,让费米

      解释一下.费米立刻列出一堆手表的那齿轮的运动带动空气的动力学方程,再

      考虑到气压变化的因素后,居然很准确地算出Campton的表误差是多少!还有一件

      费米糗事,是费米夫人记载的.话说有一年罗马的冬天有大风很冷,很多人都会

      再加一层窗户来挡风.费米夫人也想加一层窗户,解雇费米说我要先算一算,

      然后费米列出N多的乱七八糟的方程算了一两个星期后,发现加那层窗户,根本

      没用!就不准费米夫人去买窗户.然后费米又检查了一两个星期,才发现,他有个

      地方小数点点错了,那层窗户其实是很有用的.一家人白冻了两三个星期,

      把费米夫人气个半死.

      3.费曼,费曼修收音机,开保险柜的故事我想大家都是知道的,还有找到挑战者号

      爆炸的原因.也是个很会修东西的物理学家.

      不过这3个人里,我最欣赏费米,甚至在所有的物理学家里,我最欣赏费米.

      可惜,我只能修修鼠标,遥控器,键盘这些原理简单的小东西.

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