第十六章 罗马军团
一
欧洲南部，亚平宁半岛像一只靴子踏进地中海。公元前三世纪末，古罗马文明从这里悄然兴起，诞生过伟大的科学家阿基米德，凯撒的战靴从这里出发踏遍了欧洲人视野的“全世界”，成就了雄霸天下的罗马帝国。 13世纪末在这个半岛的诸城市兴起的文艺复兴运动冲破中世纪最后的黑暗，发射出近代历史的第一缕朝晖，“现代物理学之父”伽利略在这里为现代科学体系奠基。可是16世纪从北欧德国发起的宗教改革运动之后，这个保守的天主教帝都积重难返，亚平宁这只靴子显然跟不上时代的脚步，意大利全面衰落。现在现代科学的的暖流翻不过阿尔卑斯山、渡不过亚德里亚海——意大利在冬眠！
恩里克·费米（Enric Fermi），1901年出生在意大利罗马一个国家公务员的家庭，父亲供职于国营的铁路公司，没有受过高等教育。意大利教育的缺点是过分强调文科，而且对修辞能力过于严格的要求造成了华而不实的文风。很奇怪，费米好像是这种教育的一个反粒子，一切都是反着来的——他最终成为世界一流的科学家，而且他的论文以朴实无华为特征。
小时候的费米内向、害羞、不善交际，不过还有两个影响他一生的朋友。第一个是哥哥的同学佩尔西柯（Persico）。两个十四、五岁的孩子经常长时间的散步，讨论着物理和数学问题。他俩以后成为意大利最早的两个理论物理学教授，以费米为首的罗马学派与佩尔西柯为首的佛罗伦萨学派成为意大利科坛双雄。他们常散步的罗马的百花广场见证了费米梦想的起飞，在广场的一个二手书摊上，经过艰苦的讨价还价，他以很少的一点零花钱买到了一本1840年出版的《物理教学初步……》(后面的字残缺),这是费米的第一本物理书。第二个是比他大二十多岁的忘年交——费米父亲的同事阿米迪。阿米迪大学时酷爱物理数学，开始他给小费米出一些浅显的数学和物理问题，本不指望有答案，没想居然就回答上了，接着就出难点的，最后出到连自己都不懂的问题，这十四五岁的孩子竟然也回答出来了。于是阿米迪有计划地把自己的书借给小费米看，惊讶地发现费米能读懂甚至他讲不懂的书，而且过目不忘，无疑是个神童。1918年，17岁的费米跳了一级提前毕业，在阿米迪的建议下报考比萨大学的高等师范学院。
高师入学考试的论文题目是“声音的性质”，费米答卷的结构几乎是博士的水平，这让主考官大吃一惊，因此无先例地要求与考生见面。一席谈后这位教授告诉费米，在他长期的教授生涯中，这样的学生他还从未见过，费米一定能成为一个了不起的科学家。比萨是座光辉的科学城市，伽利略曾在比萨斜塔上做过落体实验，那盏启示他提出单摆定律的挂灯还吊在那座古老的教堂的天花板上。
在高师，他结识了校友弗朗科·拉赛蒂（Franco Rasetti），他是比萨大学的物理学生。拉赛蒂不爱交际，却与费米成了铁哥们。他组织了一个“反邻居协会”，专搞一些恶作剧，比如在半开的教室门上搁上一盆水，让推门进来的同学“洗澡”，在公厕等别人撒尿时，往旁边的水池扔一块金属纳，起火爆炸，欣赏别人惊慌失措狼狈逃窜的样子。这个协会的猖獗行动终于被校方发现，要开除这两个调皮捣蛋的学生。好在实验物理教授普钱迪救了他们的驾，在纪律会上，普教授王顾左右而言他地大谈这两个学生的学术成就。
普教授救下的名义上是学生，实际还是“老师”。他发现这两个学生，特别是费米对理论物理的了解已经远远超出了自己，所以对这两个学生是另眼相看，他们可以像研究生一样，自由地使用他的实验室。当然这是有代价的，有时普教授会对费米说，给我上上课吧，教我点什么东西，相对论，量子理论？费米接触到了波尔的“伟大的三部曲”，对索末菲的《原子结构和光谱线》——旧量子力学的圣经——是烂熟于胸。1920年，费米就不无得意地对佩尔西柯说：“在物理系，我正渐渐成为最有影响力的权威人士。事实上，就在这几天里，我要在几位学术权威面前作一次量子理论的讲座。”
1922年7月，费米接受博士论文答辩，论题是关于一个X射线实验的研究。十一名身着黑袍头顶方型帽的考官正襟危坐在长条形的考桌后。费米的侃侃而谈对他们有如天书，结果是哈欠连连无精打采，窗外吱吱的蝉声更使他们心烦意乱。论文一致通过，但考官们一个个耷拉着脸，没有一个像往常一样与通过答辩的学生握手致贺——心里还不定有多恼火：这哪是考学生呐，我们都被烤焦啦！
21岁的费米获得了博士学位，这还不算太奇，泡利同样是21岁，海森堡是22岁，奇的是这位博士是在正规的教育条件下“自学成才”的。费米从13岁开始一直是超前地自学，到了大学，在现代物理学方面根本就没有能够指导他的导师。
费米毕业那一年，恰遇墨索里尼上台。1922年10月27日，墨索里尼就任意大利政府总理，组织法西斯党的政府内阁。当晚，费米若有所思地跟姐姐说：“这就意味着，像我这样的年轻人必须出国。”一语成谶，在16年之后。
不过费米是属于政治上比较麻木的那种，他首要关心的还是他的物理学。就在这个时候，他得到了一个博士后的奖学金，于1923年的冬天赴哥廷根的“玻恩幼儿园”工作进修了7个月。这是哥廷根物理研究所最兴盛的时期，玻恩和弗兰克以他们亲切的笑容拥抱各国来的孩子。费米尽管在意大利已有很高的声誉，但在这还是感觉像个乡巴佬。用意大利的俗语说：“在盲人的国度里，有一只眼睛就可以当国王”，所以对海森堡、泡利和约尔当这些“双目人”总是有先天的自卑。尽管玻恩对他很热情友好，但费米希望他能像对泡利他们那样，“拍拍他的肩膀”。
这肩膀上的一拍费米很快就得到了，是荷兰莱顿大学的埃伦费斯特教授给的。费米在哥廷根期间写的一篇关于遍历理论的论文引起了埃伦费斯特的极大兴趣，便委托他的学生乌伦贝克（发明电子自旋的那位）专程去见了费米，发出了荷兰的请柬，二人也从此成了终身的朋友。于是，费米又争取到一个奖学金，于1924年9月到莱顿大学工作进修了三个月。埃伦费斯特是国际物理共同体的活跃分子，认识几乎所有重要的物理学家，他的充分肯定对费米恢复自信心起了决定性的作用。他后来提出的费米统计的思想，就是这一时期酝酿的。
1926年初提出的费米统计，是费米进入世界一流物理学家行列的标志，这就激发起罗马大学物理实验室主任兼王国参议员柯比诺（Corbino）重振意大利科学雄风的信心。在他的主导下，1926年11月7日，意大利罗马大学聘用25岁的费米为罗马大学的理论物理学教授，这就意味着他已成为意大利科学交响乐团的第一小提琴手。
费米出任罗马大学理论物理教授时，意大利现代物理园地几乎一片荒芜。作为意大利最大的大学，罗马大学四个年级只有12名学生学物理学。课程而言，相对论还偶有提及，量子理论没人能开课。在比萨大学读书时，费米就立志要把现代物理引进意大利，现在终于有了一展宏图的机会。为实现这个目标，他现在是三管齐下——
首先是开办半通俗的讲座，吸引年轻一代对现代物理的兴趣，讲课者除费米外，还有柯比诺，佩尔西柯，拉赛蒂，演讲稿发表在杂志上，为沉郁的意大利社会吹进了一股现代科学的清风。
第二是编教材。当时的量子理论的教科书只有索末菲的《原子结构和光谱线》，过于艰深繁复。1927年暑假，费米到多洛米蒂山度假，每天带上足够的铅笔和笔记本，没有一本参考书，没有一块橡皮擦，侧卧在草坪上一页一页地写，一个假期下来，一部《原子物理学导论》就写出来了。这部一次成型的书稿送到出版社，纸面上既没有涂改也没有删划，简直是不可思议。书于1928年出版。
第三招也是最重要的一招——网罗人才。首先要配备一个得力的实验物理学家，比萨大学的校友拉赛蒂调来当费米的实验物理助手。教学相长，好老师还要有好学生，原来的学生不仅少而且素质差，柯比诺就亲自到工科系去动员优秀学生转学物理，这样又招来了埃米里奥·塞格雷（Emilio Segre）和埃道多·阿马尔迪（Edoardo Amakdi）等。这是1927年的事。
顺便说一下，阿马尔迪的一个女同学和好朋友劳拉（Laura）也是被动员的对象，她没为之所动转学物理系，但一年后转为物理学家费米的妻子。
这个团队，老师和学生的年龄也就只差几岁，当然不包括他们的总舵柯比诺，后者习惯称前者“孩子们”。别小瞧了这几个老师和几个学生组成的研究团队，几年之后，这就是蜚声世界科坛的“罗马学派”！
不过现在我们还实在难以看好。1927年9月意大利北部的科莫会议，就是波尔宣布哥尔哈根诠释的那个，地利之便，费米和拉塞蒂携赛格雷同往，有如下滑稽的对话：
“那个面貌和蔼、发音不清的人是谁？”塞格雷问二位老师。
“波尔呀！”
“波尔？他是什么人？”
“荒唐！”这个将在量子世界征战的团队，居然有人不知他们的精神领袖是谁！拉塞蒂急得跳起脚来：“难道你从来没听说过波尔的原子吗？”
“波尔的原子是什么呢？”
真是气死人不偿命！费米只得从头说起：普朗克常数、光量子说、康普顿效应、波尔量子化模型、物质波理论、矩阵力学、波动力学。而这些理论的发明者几乎都在这里。塞格雷才知道自己是多么的幸运！
科莫会议的风头让哥本哈根学派占尽，波尔、玻恩、海森堡、泡利在为哥本哈根诠释的最后完善殚精竭虑，准备着毕其功于一役，为量子革命画上一个完美的休止符。如果他们听得懂这个意大利语的对话，没准会笑到肚子抽筋。可是中国有句成语叫什么来着？哦，——后来者居上。
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