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科学家用纸片估算原子弹当量误差极小,临终前预测寿命精准。

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哈喽,大家好,今天小睿这篇评论,主要来分析一个意大利人用撕碎的纸片,算出了原子弹威力,误差不到一半。

1945年7月16日清晨5点30分,美国新墨西哥州的沙漠里,世界上第一颗原子弹即将引爆。

距离爆炸点9公里外的观测点,一个意大利人撕碎了一张纸,握在手中。爆炸瞬间,蘑菇云冲天而起,整个天空被照得通亮。他松开手,让纸片随冲击波飘散。



几分钟后这个叫恩里科·费米的物理学家报出了他的估算结果:这颗原子弹的威力约为1万吨TNT当量。几天后,精密仪器给出准确数据:1.86万吨。误差不到一半。



费米1901年出生在罗马一个普通家庭。父亲在铁路公司上班,母亲是小学老师,13岁那年,父亲的同事阿米代伊借给他几本数学书。没过多久,费米就把书里的习题全做完了。

阿米代伊很惊讶,又借给他更多的书。有一次费米来还书,阿米代伊说:"这本微积分送给你吧。"费米摆摆手:"不必了,这本书我已经全部掌握了。"

此后40年,只要费米说掌握了什么,那就是真的掌握了。



1918年夏天,17岁的费米在罗马气象研究所的图书馆,找到一套五卷本《物理教程》,超过4000页。

他用一个暑假看完了。虽然阅读速度快,但掌握程度让所有人吃惊,为经典物理学的每个分支都打好了基础。同年11月,费米参加比萨高等师范学校的入学考试。

他的物理小论文让考官们叹为观止,认为就算是一个很有天分的研究生来写都难以想象,更别说出自高中生之手。



负责考试的主任教授朱利奧·皮塔雷利忍不住提前见了费米,尽管他知道这违反规定。

见面后连续发问,费米沉着应答。皮塔雷利告诉费米:"我从教四十年,你是我见过天分最高的学生。"



1926年,费米成为罗马大学意大利第一位理论物理教授。

他立志把罗马大学物理系建成世界一流。很快,费米组建了一个年轻团队,成员都不超过30岁,被合称为"帕尼斯佩尔纳大道少年团"。

团队成员互相起外号。费米被叫做"教皇",因为他分析物理问题金口玉言,从不出错。关怀他们的长者科尔比诺被亲切地称为"圣父"。



1934年3月,费米的团队开始用中子轰击各种元素的实验。中子虽然数量少,但因为不带电,能直接击中原子核。

他们沿着元素周期表挨个轰击,15个月内发表了10篇重要论文。

卢瑟福看到费米的第一篇实验论文后,专门写信祝贺他"从理论物理学圈子里成功脱身",还请费米把后续论文都寄给自己。有人开玩笑说:"我们都得学意大利语啦!"



同年秋天,团队新成员庞蒂科夫做了个奇怪的实验。他发现,在木头桌面上做实验,产物的放射性比在大理石台面上显著得多。

所有人都想不明白。有一次实验前,费米临时起意,把原本要用的铅换成了石蜡。结果显示,标靶放射性提高了一百多倍。

大家都惊呆了。当时是下午一点,费米让所有人去吃午饭。下午三点,大家回来时,费米已经想出了解释:石蜡中的氢原子核减慢了中子,慢中子更容易被原子核捕获。



这也解释了木头桌面和大理石台面的差异。大家连夜在阿马尔迪家里完成论文,激动得让阿马尔迪家人以为他们喝高了。

1938年,费米因为慢中子研究获得诺贝尔奖。领完奖后,他直接带着家人移民美国,因为墨索里尼开始迫害犹太人。



1942年,美国启动曼哈顿计划研制原子弹。第一步是建造核反应堆,让链式反应持续进行。



负责人康普顿原本打算把反应堆建在芝加哥郊外,结果建筑工人罢工了。

费米提出一个大胆建议:把反应堆建在芝加哥大学校园里,就在橄榄球场看台下方的壁球场。

康普顿吓了一跳。要是出事故,放射性物质泄露,整个芝加哥都完了。费米保证不会出问题。康普顿纠结了很久,最终决定按费米说的办,但对校长保密,怕校长不同意。

1942年11月16日,反应堆开工。所有人两班倒干了15天,搬运了450吨石墨和45吨铀。12月2日下午3点53分,人类历史上第一次自持链式反应成功了。



反应堆产生的能量连一支手电都点不亮,但要是不控制,能让在场所有人尸骨无存。康普顿向华盛顿报告时用了暗语:"意大利航海家刚刚在新大陆登陆啦!"

1945年7月16日试爆时,费米用撕碎的纸片估算原子弹威力,误差不到一半。

战后,费米回到芝加哥大学教书。他培养了6位诺贝尔奖得主,包括杨振宁和李政道。费米教学有个特点,从不照本宣科,而是从最简单的现象讲起,然后层层深入。

有一次,费米问李政道:"太阳中心温度有多少?"李政道回答:"约1千万度。"费米追问:"你怎么知道的?"李政道说文献里这么写的。



费米说:"未经亲身验证的结论不能信。"他花了两天时间,和李政道一起做了个计算尺,重新算了一遍太阳中心温度。

1954年10月9日,费米做了手术。医生告诉他只剩几个月生命了,费米的学生塞格雷来探望时,发现费米躺在病床上输营养液,拿着秒表数液滴,像做物理实验一样测算流量。

离开病房后,塞格雷走进酒吧,要了一杯烈酒,几乎要崩溃。11月3日,费米回家养病。费米夫人租了一张病床放在家里。



费米说:"租到本月月底就行了,之后我就不需要了。"11月28日,费米的心脏停止了跳动。他又一次做出了非常准确的计算。

1967年,在费米建造第一个核反应堆的地方,竖起了一座名为《核能》的雕塑。有人说像蘑菇云,有人说像骷髅。雕塑家说,这是教堂的形象。用教堂纪念物理教皇,确实合适。

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