一個學(xué)派的誕生剖析

費米悖論1950年的一天，諾貝爾獎獲得者、物理學(xué)家費米在和別人探討飛碟及外星人問題時，突然冒出一句:"他們都在哪兒呢?"這句看似簡潔的問話，就是著名的"費米悖論"。"費米悖論"隱含之意是，理論上講，人類能用100萬年的時間飛往銀河系各個星球，那么，外星人只要比人類早進化100萬年，現(xiàn)在就應(yīng)當(dāng)來到地球了。換言之，"費米悖論"表明白這樣的悖論:A.外星人是存在的--科學(xué)推論可以證明，外星人的進化要遠早于人類，他們應(yīng)當(dāng)已經(jīng)來到地球并存在于某處了;B.外星人是不存在的--迄今為止，人類并未發(fā)覺任何有關(guān)外星人存在的蛛絲馬跡。闡述的是對地外文明存在性的過高估計和缺少相關(guān)證據(jù)之間的沖突。..\視頻資料\【中字】費米悖論——外星人原委都在哪兒呢？我們是孤獨的嗎？@阿爾法小分隊科教組_高清.mp4一個學(xué)派的誕生

勞拉·費米費米：最終一位“文武雙全”的物理學(xué)大師在六十年前逝世的費米，在物理學(xué)理論和試驗這兩個方面，都做出了第一流的貢獻。他是最終一位碩果僅存的“文武雙全”的物理學(xué)大師。費米亦有他獨特的探討風(fēng)格，不行以用常規(guī)來衡量。

青年時代的費米費米（EnricoFermi,1901～1954）美籍意大利物理學(xué)家。他在理論和試驗方面都有第一流建樹，這在現(xiàn)代物理學(xué)家中是屈指可數(shù)的。1901年9月29日生于羅馬，父親是鐵路職工，母親是中學(xué)老師。中學(xué)時是模范學(xué)生，各方面名列前茅。從小對機械著迷，曾和哥哥一起設(shè)計與制造電動機，設(shè)計飛機引擎等。他酷愛數(shù)學(xué)和物理，10歲時聽大人們談?wù)摫硎緢A，就獨自弄懂了這一表示式。獨自鉆研了大量代數(shù)、幾何、分析題目。中學(xué)畢業(yè)后，在阿米第的建議下，17歲的費米以優(yōu)異的成果獲得了比薩皇家高等師范學(xué)院的獎學(xué)金，這是一所特地為文理兩科的高材生而設(shè)的學(xué)院。入學(xué)考試時指定他做的論文題目是“聲的特性”。他先以半頁作了一般介紹，接著用20頁的篇幅對振動棒作了具體的數(shù)學(xué)分析并探討其運動。如此困難的答卷竟完全沒靠書本，而且其中沒有任何錯誤，這樣的水平甚至連博士生都很難達到。評審的教授對他的答卷大為驚異，確定破例和他面談。那位教授對他說：“我從來沒有見過你這樣的年輕人?！?/p>

費米的高校生活過得五彩繽紛━━教授們講的學(xué)問他大多學(xué)過了，便有很多時間去搞高校生式的惡作?。ㄒ驗橹圃炝艘幻对谡n堂上爆炸的臭彈，費米和他的“反鄰會”“同黨”們險些被恒久開除學(xué)籍）。費米的好友也是他日后的重要試驗合作伙伴拉塞第也是“搗亂分子”之一。不過惡作劇歸惡作劇，他們從比薩的學(xué)術(shù)氣氛中吸取了物理學(xué)養(yǎng)分，在學(xué)業(yè)上大有進步。費米通過自學(xué)在一年內(nèi)就駕馭了量子理論和相對論，成為比薩在這方面的權(quán)威，甚至還可以給教授們講這方面的新學(xué)問。

1922年7月，年僅21歲的費米以名列前茅的成果獲得物理學(xué)博士學(xué)位。他的論文是關(guān)于X光試驗工作的報告。費米的答辯自信而精彩，無奈他淵博的學(xué)識已非主考教授們所能理解，他們漸漸精神渙散。最終雖然給分很高，但沒有一位主考人和他握手或向他道賀，他的論文也未由高校按常規(guī)出版。

1924年冬，費米由意大利公眾教化部出資，被派到德國的哥廷根與著名物理學(xué)家馬克斯·玻恩一起從事探討工作。探討期滿，他回到羅馬。此時年輕的費米已在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界小出名氣-他在各類報刊上發(fā)表了近30篇論文，其中一部分是試驗報告，大部分是關(guān)于相對論的理論探討。其中很重要的一項工作是，1926年費米以泡利在不久前提出的“不相容原理”為基礎(chǔ)發(fā)表了一種新的統(tǒng)計理論，幾個月后該理論又被狄拉克獨立提出，此即著名的“費米—狄拉克統(tǒng)計”，這個以自旋半整數(shù)粒子（又稱費米子）為探討對象的理論后來被應(yīng)用于白矮星以及金屬中自由電子等重要領(lǐng)域的探討，是核物理學(xué)的理論基礎(chǔ)之一。

不久，25歲的費米通過“競試”，被羅馬高校聘任為教授。

1929年，年僅27歲的費米被選為意大利科學(xué)院院士。

1938年意大利頒布了法西斯的種族卑視法，由于費米的妻子是猶太血統(tǒng)，他于1938年11月利用去瑞典接受諾貝爾獎的機會，攜帶家眷離開意大利去美國，先在紐約哥倫比亞高校后在芝加哥高校任教。1950年被選為英國皇家學(xué)會國外會員。

為了紀念他所作出的貢獻，原子序數(shù)為100的元素以他的姓氏命名為鐨（ferium）。美國原子能委員會設(shè)立了費米獎金，1954年首次獎金授予他本人。20世紀以來，物理學(xué)探討領(lǐng)域的廣度和深度都發(fā)展得很快；很少有人能在幾個領(lǐng)域都作出重要的貢獻?？墒琴M米對理論物理和試驗物理都作出了重要的貢獻，有些還是開創(chuàng)性的成就，這在20世紀是少見的。費米一生的最終幾年，主要從事高能物理的探討。1949年，揭示宇宙線中原粒子的加速機制，探討了Л介子、μ子和核子的相互作用，提出宇宙線起源理論。1952年，發(fā)覺了第一個強子共振──同位旋四重態(tài)。1949年，與楊振寧合作，提出基本粒子的第一個復(fù)合模型（費米－楊振寧模型）。1954年11月29日費米病逝于芝加哥。終年53歲。

費米國家試驗室（Fermilab）原名為國家加速器試驗室。圖為第一任所長羅伯特

R.威爾遜在主環(huán)破土動工儀式上)費米國家試驗室俯視費米試驗室的威爾遜樓和湖泊

圖為Tevatron主環(huán)隧道A段）圖為硅探測器試驗室

圖為Feynman計算中心羅馬學(xué)派誕生的背景:意大利在物理學(xué)有過輝煌的歷史.物理學(xué)真正成為一門嚴密的科學(xué)是從這產(chǎn)生的。達芬奇不僅是大畫家，而且也是大數(shù)學(xué)家、力學(xué)家和工程師，在物理學(xué)的各個方面都有重要的發(fā)覺。伽利略發(fā)覺并建立了物理科學(xué)的真正方法，即使在今日，物理探討照舊以伽利略的方法為基礎(chǔ)的。16世紀中期到17世紀初期，意大利的科學(xué)成就約占世界的百分之四十。伽利略之后還有伽伐尼、伏打、阿伏枷德羅。但之后，由于意大利連年爆發(fā)革命，物理學(xué)探討瀕于癱瘓。到19世紀末近百年，意大利在物理學(xué)幾乎沒有精彩的貢獻也沒有出現(xiàn)世界一流的科學(xué)家。一、整體感知：文章是哪幾個方面來寫的？主要是從三個方面來寫的．第一是介紹羅馬學(xué)派的形成的過程．其次是描述羅馬學(xué)派的教學(xué)探討方式．第三是介紹羅馬學(xué)派對費米量子理論的推廣狀況．二、閱讀文本，回答問題1—6題（用原文句子回答）

“一個學(xué)派的誕生”中的一個學(xué)派是指什么學(xué)派？學(xué)派的最早創(chuàng)始人是哪一位？學(xué)派最重要的代表人物是哪一位？學(xué)派還有哪些優(yōu)秀人物？？學(xué)派的最杰出的成就是什么學(xué)派的教學(xué)探討有什么特點？

1.“一個學(xué)派的誕生”中的一個學(xué)派是指什么學(xué)派？“羅馬學(xué)派”或“費米學(xué)派”（見書本第75頁，“課后練習(xí)”一2.學(xué)派的最早創(chuàng)始人是哪一位？A費米B拉賽蒂C阿馬爾迪D柯爾比諾E塞格雷F馬約拉納3.羅馬學(xué)派的最重要代表人物是哪一位？A塞格雷B柯爾比諾C阿馬爾迪D拉賽蒂E費米F馬約拉納4.羅馬學(xué)派還有哪些優(yōu)秀人物？拉賽蒂阿馬爾迪塞格雷馬約拉納佩爾西科（書本第72頁倒數(shù)11行和74頁注解（1）處5.羅馬學(xué)派的最杰出的成就是什么？A原子理論B量子理論C中子理論D質(zhì)子理論6.學(xué)派的教學(xué)探討有什么特點？共同具有一種頑皮的看法；腦子想到什么就問題，就問什么問題；一個問題引到另一個問題，并不依據(jù)預(yù)定的支配；師生通力合作來解決他的問題．首先是意大利物理學(xué)家、參議員柯爾比諾有一個雄心-----復(fù)興意大利的物理學(xué)，為此，他著手建立羅馬學(xué)派。其次，費米和他的摯友拉賽蒂，尤其是費米，擁有出類拔萃的物理學(xué)天才，以及對物理學(xué)，尤其是現(xiàn)代物理學(xué)的超乎尋常的熱忱。而他們的學(xué)生阿馬爾迪、塞格雷和馬約拉納，也被導(dǎo)師們的天才和熱忱、被物理學(xué)的熱忱，對富于挑戰(zhàn)和創(chuàng)建性的人生的熱忱。這個團體年齡性格相近，充溢了快樂與活力，特性都得到發(fā)揚，各得其所，教學(xué)和探討的方式都特殊特性化，具有一種輕松活潑不拘一格的學(xué)風(fēng)．費米學(xué)派是怎樣形成的？它有什么特點？三、重難點突破：1、文中說費米學(xué)派的成員“共同具有一種頑皮的看法，那是一種對開玩笑和無聊行為的天真愛好，他們把這一點帶進了他們的肅穆工作里”。你覺得科學(xué)工作中可以容許這樣的看法么？為什么？科學(xué)探討是肅穆的,須要細致的看法.但肅穆細致并不意味著不能擁有自己的特性.相反,科學(xué)探討是最須要人們發(fā)揮自己的創(chuàng)建力的。而創(chuàng)建力的發(fā)揮與一個人的特性成長有著親密的關(guān)系。費米學(xué)派的成員都擁有顯明的特性，并把這帶進了自己的科學(xué)的探討中，事實上形成了自己特有的學(xué)習(xí)風(fēng)氣和探討風(fēng)格，這對學(xué)派的成長是有好處的。值得留意的是，費米等人的玩笑照舊是緊緊圍圍著物理學(xué)以及其他科學(xué)的問題的，并不是空虛無聊的游戲。2、現(xiàn)代科學(xué)探討工作很少是單個科學(xué)家獨立完成的，常常須要若干科學(xué)家的合作。依據(jù)費米學(xué)派的情形，談?wù)効蒲袌F體對培育學(xué)者、推動學(xué)術(shù)發(fā)展有何作用？現(xiàn)代科學(xué)探討越來越依靠團體的合作，像上個世紀后半期諾貝爾的自然科學(xué)獎項很多都是幾個探討合作伙伴共享的?？茖W(xué)學(xué)派更是對現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展有著重要意義。學(xué)派是指在學(xué)術(shù)上圍繞集中的問題、聚集了優(yōu)秀的人才、實行了新穎 的視角、形成了獨特的風(fēng)格、取得了引人注目的成就的探討群體。重要的科學(xué)學(xué)派不僅是做出奠基性、里程碑式和開拓性的工作的群體，而且也是涌現(xiàn)新的學(xué)界領(lǐng)袖的搖籃；既是科學(xué)學(xué)問的生產(chǎn)基地，又是培植新的科學(xué)思想和科學(xué)方法的溫床。象李比希學(xué)派在有機化學(xué)領(lǐng)域、哥本哈根學(xué)派在量子力學(xué)領(lǐng)域都起到了這樣的作用。3、課文中引用了佩爾西科的敘事長詩，這首詩在文中有何作用？你覺得這首詩從詩歌的角度看，它美麗嗎？為什么？說出你推斷的理由。這首詩歌在文中的作用是進一步渲染了這篇課文的風(fēng)趣活潑的文風(fēng)。但從詩歌本身的角度看，它的藝術(shù)價值是不高的，稱不上美麗。它其實只是首先開玩笑而信手寫的打油詩。

趣聞軼事1、試驗物理與理論物理兩棲的學(xué)者在物理學(xué)史上，要給費米正確的評價，現(xiàn)在似乎還為時太早。他是二十世紀唯一擅長理論與試驗的物理學(xué)家，是一位多學(xué)科性的學(xué)者。他總是搖擺于理論物理學(xué)與試驗物理學(xué)之間，很便利地適應(yīng)著變更中的須要。無論什么時候，只要看來沒有進行令人感愛好的試驗的機會，恩里科就撤退到他的辦公室里，一張又一張地寫滿了計算。他在家里顯得全神貫注，一點也不留意家事，他在報紙邊上潦草地寫上各種令人費解的數(shù)字和符號：假如我要遞給他一張草稿紙，他就以他自己并不是在做什么重要的事情為借口而拒絕接受。但是，只要他對一個試驗探討有了一種想法，或者只要有人在設(shè)計和制造一種新儀器設(shè)備，他就任憑他的稿紙落滿灰塵，而把他的全部時間都花在試驗室里?！?.“逃禮”費米認為時間是人生最珍貴的財寶，所以他從來不情愿把珍貴的時間，奢侈在某些無聊的應(yīng)酬上。那是1930年的一天，羅馬王宮披紅掛綠，張燈結(jié)彩。意大利的王子實行盛大的婚典。頭一天費米就接到一張燙金的請柬。他反復(fù)地看著這張珍貴的請柬，心里沖突重重。去吧，就要奢侈掉金子般的時間；不去吧，這是王子的婚典，未免有不恭之嫌。怎么辦呢？他苦苦思索，始終想不出一個好方法?！案纱嗖蝗ィ　彼罱K橫了心。吃罷早飯，費米和平常一樣，穿著工作服，自己開著車向試驗室駛?cè)?。但一件麻煩的事情發(fā)生了，半路遇到了慶賀婚禮的隊