一個(gè)學(xué)派的誕生剖析

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)米在和別人探討飛碟及外星人問題時(shí)，突然冒出一句:"他們都在哪兒呢?"這句看似簡(jiǎn)潔的問話，就是著名的"費(fèi)米悖論"。"費(fèi)米悖論"隱含之意是，理論上講，人類能用100萬年的時(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100萬年，現(xiàn)在就應(yīng)當(dāng)來到地球了。換言之，"費(fèi)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(jìn)化要遠(yuǎn)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(duì)地外文明存在性的過高估計(jì)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——外星人原委都在哪兒呢？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，都做出了第一流的貢獻(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)特的探討風(fēng)格，不行以用常規(guī)來衡量。

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，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(shí)是模范學(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。他酷愛數(shù)學(xué)和物理，10歲時(shí)聽大人們談?wù)摫硎緢A，就獨(dú)自弄懂了這一表示式。獨(dú)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(fèi)米以優(yōu)異的成果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”。他先以半頁作了一般介紹，接著用20頁的篇幅對(duì)振動(dòng)棒作了具體的數(shù)學(xué)分析并探討其運(yùn)動(dòng)。如此困難的答卷竟完全沒靠書本，而且其中沒有任何錯(cuò)誤，這樣的水平甚至連博士生都很難達(dá)到。評(píng)審的教授對(duì)他的答卷大為驚異，確定破例和他面談。那位教授對(duì)他說：“我從來沒有見過你這樣的年輕人。”

費(fèi)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(shí)間去搞高校生式的惡作劇（因?yàn)橹圃炝艘幻对谡n堂上爆炸的臭彈，費(fèi)米和他的“反鄰會(huì)”“同黨”們險(xiǎn)些被恒久開除學(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)米通過自學(xué)在一年內(nèi)就駕馭了量子理論和相對(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。

1922年7月，年僅21歲的費(fèi)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(yàn)工作的報(bào)告。費(fèi)米的答辯自信而精彩，無奈他淵博的學(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(fèi)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(shí)年輕的費(fèi)米已在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界小出名氣-他在各類報(bào)刊上發(fā)表了近30篇論文，其中一部分是試驗(yàn)報(bào)告，大部分是關(guān)于相對(duì)論的理論探討。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”為基礎(chǔ)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）為探討對(duì)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(fèi)米通過“競(jìng)試”，被羅馬高校聘任為教授。

1929年，年僅27歲的費(fèi)米被選為意大利科學(xué)院院士。

1938年意大利頒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月利用去瑞典接受諾貝爾獎(jiǎng)的機(jī)會(huì)，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(huì)國外會(huì)員。

為了紀(jì)念他所作出的貢獻(xiàn)，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(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，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(gè)領(lǐng)域都作出重要的貢獻(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貢獻(xiàn)，有些還是開創(chuàng)性的成就，這在20世紀(jì)是少見的。費(fèi)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(jī)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(gè)強(qiáng)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(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)米國家試驗(yàn)室（Fermilab）原名為國家加速器試驗(yàn)室。圖為第一任所長(zhǎng)羅伯特

R.威爾遜在主環(huán)破土動(dòng)工儀式上)費(fèi)米國家試驗(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(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)探討瀕于癱瘓。到19世紀(jì)末近百年，意大利在物理學(xué)幾乎沒有精彩的貢獻(xiàn)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(gè)方面來寫的？主要是從三個(gè)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(duì)費(fèi)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(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)派的最杰出的成就是什么學(xué)派的教學(xué)探討有什么特點(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(fèi)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(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(diǎn)？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(gè)問題引到另一個(gè)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(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)米和他的摯友拉賽蒂，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)和創(chuàng)建性的人生的熱忱。這個(gè)團(tuán)體年齡性格相近，充溢了快樂與活力，特性都得到發(fā)揚(yáng)，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(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、文中說費(fèi)米學(xué)派的成員“共同具有一種頑皮的看法，那是一種對(duì)開玩笑和無聊行為的天真愛好，他們把這一點(diǎn)帶進(jìn)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(xì)致的看法.但肅穆細(xì)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(gè)人的特性成長(zhǎng)有著親密的關(guān)系。費(fèi)米學(xué)派的成員都擁有顯明的特性，并把這帶進(jìn)了自己的科學(xué)的探討中，事實(shí)上形成了自己特有的學(xué)習(xí)風(fēng)氣和探討風(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(gè)科學(xué)家獨(dú)立完成的，常常須要若干科學(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)發(fā)展有何作用？現(xiàn)代科學(xué)探討越來越依靠團(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)探討合作伙伴共享的?？茖W(xué)學(xué)派更是對(duì)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(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(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，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(jìn)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(jià)值是不高的，稱不上美麗。它其實(shí)只是首先開玩笑而信手寫的打油詩。

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)著變更中的須要。無論什么時(shí)候，只要看來沒有進(jìn)行令人感愛好的試驗(yàn)的機(jī)會(huì)，恩里科就撤退到他的辦公室里，一張又一張地寫滿了計(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)紙邊上潦草地寫上各種令人費(fèi)解的數(shù)字和符號(hào)：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(duì)一個(gè)試驗(yàn)探討有了一種想法，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?！?.“逃禮”費(fèi)米認(rèn)為時(shí)間是人生最珍貴的財(cái)寶，所以他從來不情愿把珍貴的時(shí)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(shí)行盛大的婚典。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，就要奢侈掉金子般的時(shí)間；不去吧，這是王子的婚典，未免有不恭之嫌。怎么辦呢？他苦苦思索，始終想不出一個(gè)好方法?！案纱嗖蝗ィ　彼罱K橫了心。吃罷早飯，費(fèi)米和平常一樣，穿著工作服，自己開著車向試驗(yàn)室駛?cè)ァ５患闊┑氖虑榘l(fā)生了，半路遇到了慶賀婚禮的隊(duì)