一個(gè)學(xué)派的誕生精講

費(fèi)米悖論1950年的一天，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、物理學(xué)家費(fèi)米在和別人爭(zhēng)論飛碟及外星人問(wèn)題時(shí)，突然冒出一句:“他們都在哪兒呢?“這句看似簡(jiǎn)潔的問(wèn)話，就是著名的“費(fèi)米悖論“?！百M(fèi)米悖論“隱含之意是，理論上講，人類能用100萬(wàn)年的時(shí)間飛往銀河系各個(gè)星球，那么，外星人只要比人類早進(jìn)化100萬(wàn)年，現(xiàn)在就應(yīng)當(dāng)來(lái)到地球了。換言之，“費(fèi)米悖論“說(shuō)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(jìn)化要遠(yuǎn)早于人類，他們應(yīng)當(dāng)已經(jīng)來(lái)到地球并存在于某處了;B.外星人是不存在的--迄今為止，人類并未覺(jué)察任何有關(guān)外星人存在的蛛絲馬跡。闡述的是對(duì)地外文明存在性的過(guò)高估量和缺少相關(guān)證據(jù)之間的沖突。..\視頻資料\【中字】費(fèi)米悖論——外星人究竟都在哪兒呢？我們是孤獨(dú)的嗎？@阿爾法小分隊(duì)科教組_高清.mp4一個(gè)學(xué)派的誕生

勞拉·費(fèi)米費(fèi)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(fèi)米，在物理學(xué)理論和試驗(yàn)這兩個(gè)方面，都做出了第一流的奉獻(xiàn)。他是最終一位碩果僅存的“文武雙全”的物理學(xué)大師。費(fèi)米亦有他獨(dú)特的爭(zhēng)論風(fēng)格，不行以用常規(guī)來(lái)衡量。

青年時(shí)代的費(fèi)米費(fèi)米〔EnricoFermi,1901～1954〕美籍意大利物理學(xué)家。他在理論和試驗(yàn)方面都有第一流建樹(shù)，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)教師。中學(xué)時(shí)是典范學(xué)生，各方面名列前茅。從小對(duì)機(jī)械著迷，曾和哥哥一起設(shè)計(jì)與制造電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)飛機(jī)引擎等。他熱愛(ài)數(shù)學(xué)和物理，10歲時(shí)聽(tīng)大人們談?wù)摫硎緢A，就單獨(dú)弄懂了這一表示式。單獨(dú)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(fèi)米以優(yōu)異的成績(jī)獲得了比薩皇家高等師范學(xué)院的獎(jiǎng)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(shí)指定他做的論文題目是“聲的特性”。他先以半頁(yè)作了一般介紹，接著用20頁(yè)的篇幅對(duì)振動(dòng)棒作了具體的數(shù)學(xué)分析并爭(zhēng)論其運(yùn)動(dòng)。如此簡(jiǎn)單的答卷竟完全沒(méi)靠書(shū)本，而且其中沒(méi)有任何錯(cuò)誤，這樣的水平甚至連博士生都很難到達(dá)。評(píng)審的教授對(duì)他的答卷大為驚異，打算破例和他面談。那位教授對(duì)他說(shuō)：“我從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)你這樣的年輕人?！?/p>

費(fèi)米的大學(xué)生活過(guò)得五顏六色━━教授們講的學(xué)問(wèn)他大多學(xué)過(guò)了，便有很多時(shí)間去搞大學(xué)生式的惡作劇〔由于制造了一枚在課堂上爆炸的臭彈，費(fèi)米和他的“反鄰會(huì)”“同黨”們險(xiǎn)些被永久開(kāi)除學(xué)籍〕。費(fèi)米的好友也是他日后的重要試驗(yàn)合作伙伴拉塞第也是“搗亂分子”之一。不過(guò)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(jìn)步。費(fèi)米通過(guò)自學(xué)在一年內(nèi)就把握了量子理論和相對(duì)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(wèn)。

1922年7月，年僅21歲的費(fèi)米以名列前茅的成績(jī)獲得物理學(xué)博士學(xué)位。他的論文是關(guān)于X光試驗(yàn)工作的報(bào)告。費(fèi)米的辯論自信而精彩，無(wú)奈他淵博的學(xué)識(shí)已非主考教授們所能理解，他們漸漸精神松散。最終雖然給分很高，但沒(méi)有一位主考人和他握手或向他道賀，他的論文也未由大學(xué)按常規(guī)出版。

1924年冬，費(fèi)米由意大利公眾教育部出資，被派到德國(guó)的哥廷根與著名物理學(xué)家馬克斯·玻恩一起從事?tīng)?zhēng)論工作。爭(zhēng)論期滿，他回到羅馬。此時(shí)年輕的費(fèi)米已在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界小知名氣-他在各類報(bào)刊上發(fā)表了近30篇論文，其中一局部是試驗(yàn)報(bào)告，大局部是關(guān)于相對(duì)論的理論爭(zhēng)論。其中很重要的一項(xiàng)工作是，1926年費(fèi)米以泡利在不久前提出的“不相容原理”為根底發(fā)表了一種新的統(tǒng)計(jì)理論，幾個(gè)月后該理論又被狄拉克獨(dú)立提出，此即著名的“費(fèi)米—狄拉克統(tǒng)計(jì)”，這個(gè)以自旋半整數(shù)粒子〔又稱費(fèi)米子〕為爭(zhēng)論對(duì)象的理論后來(lái)被應(yīng)用于白矮星以及金屬中自由電子等重要領(lǐng)域的爭(zhēng)論，是核物理學(xué)的理論根底之一。

不久，25歲的費(fèi)米通過(guò)“競(jìng)試”，被羅馬大學(xué)聘任為教授。

1929年，年僅27歲的費(fèi)米被選為意大利科學(xué)院院士。

1938年意大利公布了法西斯的種族卑視法，由于費(fèi)米的妻子是猶太血統(tǒng)，他于1938年11月利用去瑞典承受諾貝爾獎(jiǎng)的時(shí)機(jī)，攜帶家眷離開(kāi)意大利去美國(guó)，先在紐約哥倫比亞大學(xué)后在芝加哥大學(xué)任教。1950年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)國(guó)外會(huì)員。

為了紀(jì)念他所作出的奉獻(xiàn)，原子序數(shù)為100的元素以他的姓氏命名為鐨〔ferium〕。美國(guó)原子能委員會(huì)設(shè)立了費(fèi)米獎(jiǎng)金，1954年首次獎(jiǎng)金授予他本人。20世紀(jì)以來(lái)，物理學(xué)爭(zhēng)論領(lǐng)域的廣度和深度都進(jìn)展得很快；很少有人能在幾個(gè)領(lǐng)域都作出重要的奉獻(xiàn)?？墒琴M(fèi)米對(duì)理論物理和試驗(yàn)物理都作出了重要的奉獻(xiàn)，有些還是開(kāi)創(chuàng)性的成就，這在20世紀(jì)是少見(jiàn)的。費(fèi)米一生的最終幾年，主要從事高能物理的爭(zhēng)論。1949年，提醒宇宙線中原粒子的加速機(jī)制，爭(zhēng)論了Л介子、μ子和核子的相互作用，提出宇宙線起源理論。1952年，覺(jué)察了第一個(gè)強(qiáng)子共振──同位旋四重態(tài)。1949年，與楊振寧合作，提出根本粒子的第一個(gè)復(fù)合模型〔費(fèi)米－楊振寧模型〕。1954年11月29日費(fèi)米病逝于芝加哥。終年53歲。

費(fèi)米國(guó)家試驗(yàn)室〔Fermilab〕原名為國(guó)家試驗(yàn)室。圖為第一任所長(zhǎng)羅伯特

R.威爾遜在主環(huán)破土開(kāi)工儀式上)費(fèi)米國(guó)家試驗(yàn)室俯視費(fèi)米試驗(yàn)室的威爾遜樓和湖泊圖為Tevatron主環(huán)隧道A段〕圖為硅探測(cè)器試驗(yàn)室

圖為Feynman計(jì)算中心羅馬學(xué)派誕生的背景:意大利在物理學(xué)有過(guò)輝煌的歷史.物理學(xué)真正成為一門嚴(yán)密的科學(xué)是從這產(chǎn)生的。達(dá)芬奇不僅是大畫(huà)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(gè)方面都有重要的覺(jué)察。伽利略覺(jué)察并建立了物理科學(xué)的真正方法，即使在今日，物理爭(zhēng)論仍舊以伽利略的方法為根底的。16世紀(jì)中期到17世紀(jì)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)爭(zhēng)論瀕于癱瘓。到19世紀(jì)末近百年，意大利在物理學(xué)幾乎沒(méi)有精彩的奉獻(xiàn)也沒(méi)有消失世界一流的科學(xué)家。一、整體感知：文章是哪幾個(gè)方面來(lái)寫(xiě)的？主要是從三個(gè)方面來(lái)寫(xiě)的．第一是介紹羅馬學(xué)派的形成的過(guò)程．其次是描述羅馬學(xué)派的教學(xué)爭(zhēng)論方式．第三是介紹羅馬學(xué)派對(duì)費(fèi)米量子理論的推廣狀況．二、閱讀文本，答復(fù)以下問(wèn)題1—6題〔用原文句子答復(fù)〕

“一個(gè)學(xué)派的誕生”中的一個(gè)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)派的最出色的成就是什么學(xué)派的教學(xué)爭(zhēng)論有什么特點(diǎn)？

1.“一個(gè)學(xué)派的誕生”中的一個(gè)學(xué)派是指什么學(xué)派？“羅馬學(xué)派”或“費(fèi)米學(xué)派”〔見(jiàn)書(shū)本第75頁(yè)，“課后練習(xí)”一2.學(xué)派的最早創(chuàng)始人是哪一位？A費(fèi)米B拉賽蒂C阿馬爾迪D柯?tīng)柋戎ZE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?tīng)柋戎ZC阿馬爾迪D拉賽蒂E費(fèi)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(shū)本第72頁(yè)倒數(shù)11行和74頁(yè)注解〔1〕處5.羅馬學(xué)派的最出色的成就是什么？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)爭(zhēng)論有什么特點(diǎn)？共同具有一種頑皮的態(tài)度；腦子想到什么就問(wèn)題，就問(wèn)什么問(wèn)題；一個(gè)問(wèn)題引到另一個(gè)問(wèn)題，并不依據(jù)預(yù)定的打算；師生通力合作來(lái)解決他的問(wèn)題．首先是意大利物理學(xué)家、參議員柯?tīng)柋戎Z有一個(gè)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(fèi)米和他的朋友拉賽蒂，尤其是費(fèi)米，擁有出類拔萃的物理學(xué)天才，以及對(duì)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(duì)富于挑戰(zhàn)和制造性的人生的熱忱。這個(gè)團(tuán)體年齡性格相近，布滿了歡快與活力，共性都得到發(fā)揚(yáng)，各得其所，教學(xué)和爭(zhēng)論的方式都特別共性化，具有一種輕松活潑不拘一格的學(xué)風(fēng)．費(fèi)米學(xué)派是怎樣形成的？它有什么特點(diǎn)？三、重難點(diǎn)突破：1、文中說(shuō)費(fèi)米學(xué)派的成員“共同具有一種頑皮的態(tài)度，那是一種對(duì)開(kāi)玩笑和無(wú)聊行為的天真愛(ài)好，他們把這一點(diǎn)帶進(jìn)了他們的嚴(yán)峻工作里”。你覺(jué)得科學(xué)工作中可以容許這樣的態(tài)度么？為什么？科學(xué)爭(zhēng)論是嚴(yán)峻的,需要認(rèn)真的態(tài)度.但嚴(yán)峻認(rèn)真并不意味著不能擁有自己的共性.相反,科學(xué)爭(zhēng)論是最需要人們發(fā)揮自己的制造力的。而制造力的發(fā)揮與一個(gè)人的共性成長(zhǎng)有著親密的關(guān)系。費(fèi)米學(xué)派的成員都擁有鮮亮的共性，并把這帶進(jìn)了自己的科學(xué)的爭(zhēng)論中，實(shí)際上形成了自己特有的學(xué)習(xí)風(fēng)氣和爭(zhēng)論風(fēng)格，這對(duì)學(xué)派的成長(zhǎng)是有好處的。值得留意的是，費(fèi)米等人的玩笑仍舊是緊緊圍圍著物理學(xué)以及其他科學(xué)的問(wèn)題的，并不是空虛無(wú)聊的玩耍。2、現(xiàn)代科學(xué)爭(zhēng)論工作很少是單個(gè)科學(xué)家獨(dú)立完成的，常常需要假設(shè)干科學(xué)家的合作。依據(jù)費(fèi)米學(xué)派的情形，談?wù)効蒲袌F(tuán)體對(duì)培育學(xué)者、推動(dòng)學(xué)術(shù)進(jìn)展有何作用？現(xiàn)代科學(xué)爭(zhēng)論越來(lái)越依靠團(tuán)體的合作，像上個(gè)世紀(jì)后半期諾貝爾的自然科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)很多都是幾個(gè)爭(zhēng)論合作伙伴共享的。科學(xué)學(xué)派更是對(duì)現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)展有著重要意義。學(xué)派是指在學(xué)術(shù)上圍繞集中的問(wèn)題、聚攏了優(yōu)秀的人才、實(shí)行了新穎的視角、形成了獨(dú)特的風(fēng)格、取得了引人注目的成就的爭(zhēng)論群體。重要的科學(xué)學(xué)派不僅是做出奠基性、里程碑式和開(kāi)拓性的工作的群體，而且也是涌現(xiàn)新的學(xué)界首領(lǐng)的搖籃；既是科學(xué)學(xué)問(wèn)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(jī)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(zhǎng)詩(shī)，這首詩(shī)在文中有何作用？你覺(jué)得這首詩(shī)從詩(shī)歌的角度看，它美麗嗎？為什么？說(shuō)出你推斷的理由。這首詩(shī)歌在文中的作用是進(jìn)一步渲染了這篇課文的幽默活潑的文風(fēng)。但從詩(shī)歌本身的角度看，它的藝術(shù)價(jià)值是不高的，稱不上美麗。它其實(shí)只是首先開(kāi)玩笑而信手寫(xiě)的打油詩(shī)。

趣聞?shì)W事1、試驗(yàn)物理與理論物理兩棲的學(xué)者在物理學(xué)史上，要給費(fèi)米正確的評(píng)價(jià)，現(xiàn)在似乎還為時(shí)太早。他是二十世紀(jì)唯一擅長(zhǎng)理論與試驗(yàn)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(yàn)物理學(xué)之間，很便利地適應(yīng)著變化中的需要。無(wú)論什么時(shí)候，只要看來(lái)沒(méi)有進(jìn)展令人感興趣的試驗(yàn)的時(shí)機(jī)，恩里科就撤退到他的辦公室里，一張又一張地寫(xiě)滿了計(jì)算。他在家里顯得全神貫注，一點(diǎn)也不留意家事，他在報(bào)紙邊上潦草地寫(xiě)上各種令人費(fèi)解的數(shù)字和符號(hào)：假設(shè)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承受。但是，只要他對(duì)一個(gè)試驗(yàn)爭(zhēng)論有了一種想法，或者只要有人在設(shè)計(jì)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(shí)間都花在試驗(yàn)室里。”2.“逃禮”費(fèi)米認(rèn)為時(shí)間是人生最珍貴的財(cái)寶，所以他從來(lái)不情愿把珍貴的時(shí)間，鋪張?jiān)谀承o(wú)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。意大利的王子進(jìn)展盛大的婚典。頭一天費(fèi)米就接到一張燙金的請(qǐng)柬。他反復(fù)地看著這張珍貴的請(qǐng)柬，心里沖突重重。去吧，就要鋪張掉金子般的時(shí)間；不去吧，這是王子的婚典，未免有不恭之嫌。怎么辦呢？他苦苦思考，始終想不出一個(gè)好方法?！案纱嗖蝗?！”他最終橫了心。吃罷早飯，費(fèi)米和尋常一樣，穿著工作服，自己開(kāi)著車向試驗(yàn)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(duì)伍，警