Легендарный физик энрико ферми. Энрико ферми краткая биография

Физик из Италии Энрико Ферми прославился прежде всего как основатель ядерной физики, а также как исследователь квантовой физики. Его имя носят университеты в Италии и Соединённых Штатах Америки, а помимо этого он является одним из лауреатов премии Нобеля.

Энрико Ферми появился на свет 29 сентября 1901 года. Родным городом будущего исследователя является Рим. Рос мальчик среди служащих, и к научной работе ребёнка специально не приобщали. Но Энрико с детства увлекался точными науками и каждую свободную минуту стремился провести с учебником по физике или математике. Знания мальчик черпал из книг, а ещё в гости к ним часто приходил коллега отца - инженер по имени Амидей, он рассказывал будущему физику о великих открытиях и впервые познакомил с доказательствами всемирно известных теорем.

Учёба давалась мальчику легко. В тринадцатилетнем возрасте он в течение трёх дней выполнил две сотни заданий по геометрии и практически наизусть выучил весь учебник. Летом 1918 года Энрико досрочно получил диплом лицея, сдав экзамены по трехлетнему курсу обучения за пару лет. Приняв решение продолжить учёбу, юноша был зачислен в высшую школу в Пизе. Он прекрасно сдал вступительные экзамены и был лучшим на курсе.

Наряду с лекциями Ферми изучал дополнительную литературу, по большому счёту он чувствовал себя самоучкой и постоянно занимался самообразованием. Благодаря феноменальной памяти, молодой учёный с легкостью запоминал формулы и самостоятельно учил иностранные языки.

Талант и блестящие способности юноши были отмечены профессорами университета, и уже с 1920-го он читает лекции студентам в институте физики. К этому году относится его работа с теорией относительности. В 1922 будущий физик защитил выпускную работу по оптике рентгеновских лучей и, став обладателем диплома университета, сразу же получил ещё один - Высшей Нормальной школы, которую посещал параллельно с основным местом учёбы.

Удивительно, но не по годам талантливому юноше не нашлось должности в университете Пизы, поэтому по окончании учёбы ему потребовалось возвратиться в родной город. Но зато на родине посчастливилось познакомиться с Орсо Марио Корбино - сенатором, в то время возглавлявшим отделение физики Римского королевского университета. Марио слыл неплохим экспериментатором, имел хорошее чутьё и сразу же увидел в двадцатилетнем юноше большой потенциал. Сенатор стал его покровителем и предложил работу - преподавать математику студентам университета.

На тот момент в Италии не существовало теоретической школы, по этой причине в 1923 году Энрико отправился в Геттинген. Там он сотрудничал с немецким физиком Максом Борном, но особых успехов не достиг. Судя по всему, молодой человек привык проводить исследования самостоятельно, в прямом смысле - в одиночку и, казалось, к совместному творчеству испытывал недоверие.

После неудачного сотрудничества с Борном молодой человек вернулся в университет Рима, где в течение года читал лекции по математике, а затем отправился повышать квалификацию в Голландию. Там он пробыл осень 1924 года, сведя знакомство с Паулем Эренфестом. Эренфест поделился с Энрико знаниями по теоретической физике, что придало подающему надежды физику уверенности в своих силах.

Вернувшись на родину в 1924 году, Энрико читает лекции для учащихся и вскоре становится профессором Флорентийского университета, однако занимает кафедру временно.

Будучи преподавателем, выдающийся учёный основал у себя на родине школу теоретической физики - она считается одной из главных его заслуг. Впоследствии школа Энрико Ферми приобрела широкую известность, и обучаться там захотели тысячи увлечённых физикой энтузиастов. Среди учеников Энрико Ферми оказалось множество талантливых людей, впоследствии тоже достигших больших успехов. В их числе Э.Сегре, Ч.Ян, Дж.Чу, Б.Росси.

Обучение в заведении проходило в виде увлечённой беседы или обсуждения интересующих вопросов. Темы дипломных работ студенты также выбирали сами, талантливый наставник ни к чему их не принуждал. Ферми утверждал, что работа над задачей, интересной именно учащемуся, будет более плодотворной, чем если тему работы ему предложит преподаватель. 1925 - год создания статистики частиц, имеющих полуцелый спин. Они до сих пор носят название «фермионы», как дань памяти первооткрывателю.

В конце 1926-го Ферми выиграл конкурс и стал профессором кафедры физической теории в Риме, на постоянной основе. Через два года Энрико заключил брак с Лаурой Капон.

С 1932 года талантливый физик числится членом-корреспондентом Национальной академии Линчеи в Италии. Эксперименты молодой учёный не забросил и продолжал ставить опыты и формулировать гипотезы. Результатом его усилий стали труды «Квантовая теория излучения» и «Термодинамика». Кроме авторских гипотез данные рукописи включают в себя лекции, которые Ферми читал студентам.

Энрико Ферми чрезвычайно трепетно относился к физике и ко всему, что с ней связано. Но сильней прочего его любопытство возбуждала физика нейтронов. С докладом на эту тему он выступал в 1933 году на съезде ядерных физиков в Брюсселе, и разработанная учёным теория бета-распада произвела на участников большое впечатление. Работая в этом направлении, он обосновал процесс замедления нейтронов. В 1938 году ему вручили за эту работу Нобелевскую премию. После этого события он на родину не возвратился, а переехал со своей семьёй в Америку. Причиной смены места жительства стало распространение фашистского режима в Италии: появляющиеся антисемитские законы представляли опасность для его жены, имеющей еврейские корни.

С января 1939 года Энрико преподаёт в Колумбийском университете, занимаясь изучением реакции ядер. Три года спустя он снова переезжает, теперь в Чикаго. Там вместе с группой учёных он исследует цепные ядерные реакции и добивается больших успехов. Группа Ферми, практически, стояла у истоков создания ядерного оружия, а летом 1945 года подключилась к тестированию атомной бомбы.

С 1946 года Энрико является работником Института ядерных исследований в Чикаго и концентрирует внимание в прикладной области - физике передовых технологий. В 1950-м он сформулировал теорию множественного образования мезонов, а ещё через два года впервые обнаружил адронный резонанс, сделав неоценимый вклад в физику элементарных частиц.

Итальянский физик Энрико Ферми являлся членом множества академий наук и принимал всемерное участие в деятельности мирового учёного сообщества, выступая на конференциях и съездах. В его честь назван элемент таблицы Менделеева - фермий, имя легендарного физика носит множество современных научных центров, занимающихся изучением физических явлений.

Энрико Ферми

Энрико Ферми

Можно даже сказать, что на появление на научной арене XX столетия человека, который внес такой громадный вклад в развитие и теоретической физики, и экспериментальной физики, и астрофизики, и технической физики, - явление скорее уникальное, нежели редкое.

Ферми родился в Риме 29 сентября 1901 года. Если можно говорить о врожденном призвнии, то, несомненно, Ферми был рожден физиком. Хотя в семье никто не побуждал его к занятиям наукой, Энрико еще мальчиком проявил исключительный интерес к математике к физике. Тринадцатилетнему Ферми очень помог найти правильную дорогу в научном лабиринте инженер Амидей, который по праву может гордиться тем, что, обнаружив исключительные способности Ферми, оказал на него большое, а может быть, и решающее влияние. Вот отрывки из его письма одному из первых учеников Ферми, Э. Сегре:

«… В 1914 году я занимал должность старшего инспектора в министерстве железных дорог. Вместе со мной работал главный инспектор Альберто Ферми. После работы мы возвращались домой вместе… Почти всегда нас сопровождал Энрико Ферми - сын моего коллеги. Узнав, что я серьезно занимаюсь математикой и физикой, Энрико стал задавать мне вопросы. В то время ему было 13 лет, а мне 37.

Хорошо помню его первый вопрос: «Правда ли, что существует раздел геометрии, в котором важные геометрические свойства выявляются без использования представлений о мере?». Я ответил, что это совершенно справедливо и что раздел этот называется проективной геометрией. «Но каким образом эти свойства используются на практике инженерами?» - спросил он.

Этот вопрос показался мне совершенно резонным. Рассказав мальчику о некоторых свойствах, находящих успешное применение, я пообещал ему принести на следующий день - что и сделал - книгу по проективной геометрии…

Примерно через два месяца книга была возвращена. На мой вопрос, встретились ли ему какие-либо трудности, мальчик ответил: «Никаких», и добавил, что он доказал все теоремы и легко решил все задачи.

Я был изумлен: ведь я знал, что среди этих задач были такие, от решения которых я вынужден был отказаться, потому что на это ушло бы слишком много времени. Но я убедился, что Энрико справился с этими задачами…

Впоследствии я узнал, что Энрико изучал математику и физику по случайным книгам, которые он покупал в букинистических магазинах. Он надеялся, в частности, найти в этих книгах теорию, объясняющую движение волчков и гироскопов. Объяснения он так и не нашел. Но, возвращаясь к этой проблеме снова и снова, мальчик самостоятельно приблизился к разъяснению природы загадочного движения волчка. Все же я сказал ему, что к точному научному объяснению можно подойти, лишь овладев теоретической механикой. Но для ее изучения потребуется знание тригонометрии, алгебры, аналитической геометрии и дифференциального исчисления… Энрико согласился со мной, и я стал доставать для него книги, которые могли бы дать ему ясные идеи и прочную математическую основу.

В июле 1918 года, пройдя трехгодичный курс лицея за два года, Энрико получил диплом. Я спросил у него, чему он хочет посвятить себя-математике или физике? Привожу дословно его ответ:

Я изучал математику с таким рвением потому, что считал это необходимой подготов-кой для изучения физики, которой я намерен посвятить себя целиком и полностью.

Тогда я спросил у него, считает ли он свое знание физики столь же обширным и глубоким, как и математики.

Я знаю физику гораздо шире и, как мне кажется, столь же глубоко, потому что прочел все наиболее известные книги по этому предмету, - ответил он.*

Я уже убедился в том, что Энрико достаточно было прочесть книгу один раз, чтобы знать ее в совершенстве. Помню, например, что когда он возвратил мне прочитанную им книгу, я предложил ему оставить ее у себя еще на год с тем, чтобы он смог обращаться к ней. Ответ Ферми был поразительным.

Благодарю вас, - сказал он. - В этом нет необходимости, поскольку я уверен, что запомнил все необходимое. Вообще, через несколько лет ее основные идеи я буду понимать еще более отчетливо, и если мне понадобится формула, я смогу легко вывести ее…»

Хотелось бы немного прокомментировать это письмо. Мне кажется, что оно должно заинтересовать не только физиков и историков науки, но и более широкие круги читателей, особенно школьников, которые начинают увлекаться наукой, а также педагогов. Быть может, благодаря Амидею одаренный мальчик и стал гением. Конечно, Ферми был прирожден-ным физиком, но кто может сказать, какова была бы его судьба, если бы инженер Амидей отнесся к нему иначе, если бы на вопросы мальчика он отвечал, например, так: «Это пока слишком трудно для тебя. Подрастешь - поймешь!». Возможно, Ферми и не увлекся бы так серьезно математикой и физикой в тринадцатилетнем возрасте и в результате стал бы, скажем, лишь хорошим инженером или физиком. Он мог бы, например, без оглядки влюбиться, мог заинтересоваться шахматами или теннисом, иностранными языками или геологией. Дело в том, что перед тринадцатилетним Ферми был только один прямой путь, который мог бы привести его туда, куда он впоследствии пришел (и этот путь был указан АМИдеем), но при этом было огромное число «боковых» дорог. Во всяком случае, я совершенно уверен в том, что Ферми стал великим Ферми именно потому, что его интересы определялись и его интеллектуальные запросы уже удовлетворялись, когда он был еще мальчиком. В этом меня убеждал стиль Ферми во всем, что относилось к физике: читал ли он лекции, объяснял что-либо сотруднику, выражал ли сомнение в чем-то и т. д., всегда создавалось впечатление, что все ему просто и знакомо, что физика для него то же, что дом родной.

Если мое суждение правильно, то число потенциальных Ферми в мире куда больше, чем это обычно представляется.

Вскоре после окончания Высшей нормальной школы в Пизе и физико-математического факультета старинного Пизанского университета, куда он одновременно поступил по совету инженера Амидея, Ферми был удостоен премии Министерства образования и с января по август 1923 года пробыл в Германии, в Геттингене, у известного физика-теоретика, впоследствии лауреата Нобелевской премии. Макса Борна. Там он встретился с такими блестящими молодыми физиками-теоретиками, как Паули, Гейзенберг и Иордан, которым в отличие от Ферми посчастливилось учиться у выдающихся ученых Зоммерфельда и Борна. Как ни странно, пребывание в Геттингене и встреча с этими звездами физического мира не принесли, по словам самого Ферми, особенной пользы молодому самоучке. Это связано с рядом причин.

Вокруг Ферми в Италии не было физиков, с которыми бы он мог общаться на равном уровне и с которыми он, по его словам, мог бы сравнивать себя (что очень важно с психологической точки зрения); у него возникла привычка работать, полагаясь только на себя и используя лишь книги и научные работы для консультации. Но это не все.

Двадцатилетний Ферми еще не обладал той уверенностью в себе, которая так необходима для творческой работы. Как рассказывал сам Ферми, он, наконец, обрел такую уверенность благодаря выдающемуся физику-теоретику П. Эренфесту, у которого в Лейдене, в Голландии, он находился с сентября по декабрь 1924 года. Советским физикам П. Эренфест очень хорошо известен, так как он часто бывал в Советском Союзе. Ферми рассказывал своим сотрудникам, что Эренфест оказал огромное влияние на развитие современной физики не столько своими классическими работами, сколько педагогической в широком смысле слова деятельностью, то есть научным воздействием на других физиков. Эренфест был хорошо знаком и дружил со всеми крупнейшими физиками - от Бора, Эйнштейна, Лоренца и Планка до Гейзенберга и Паули. И вот Эренфест, обнаружив дар крупного физика у Ферми, не замедлил сказать ему об этом. С этого времени неуверенность Ферми в своих силах исчезла, что, как это известно от самого Ферми, было очень важно дл я него.

Ферми всегда стремился к конкретности во всем, к упрощению, выделению главного. В условиях научной изоляции, о которой я говорил раньше, конкретность была необходима для Ферми, поскольку оценить важность своей работы он мог только с помощью результатов не слишком отвлеченного характера. Его теории почти без исключения созданы для того, чтобы объяснить, скажем, поведение определенной экспериментальной кривой, «странности» данного экспериментального факта и т. д. Не исключено, что черты, присущие Ферми, - ненависть к неясности, исключительный здравый смысл, - помогая ему в создании многих фундаментальных теорий, в то же время в этих условиях помешали ему прийти к таким теориям и принципам, как квантовая механика, соотношение неопределенностей или принцип Паули.

Здесь я сразу же должен предупредить читателя, у которого может возникнуть подозрение, что прохладное отношение Ферми к абстрактным и вообще формалистическим работам как-то вызвано недостаточным его знакомством с математическим аппаратом. Он никогда не боялся математических трудностей и глубоко знал математику.

Во всех работах Ферми математический аппарат вполне адекватен решаемой задаче, при этом он всегда избегал излишнего формализма, но, если это требовалось, был готов использовать самые изысканные методы. Ради простоты он часто удовлетворялся достаточно грубым приближением. Хорошим примером этого служит его оценка граничных условий при диффузии тепловых нейтронов. Ферми показал, что полученная на основе решения одномерной задачи простая оценка может после небольшой модификации дать достаточно точный результат и для реального случая трехмерной диффузии нейтронов. Этот вопрос имел большое значение в период создания атомной техники, так что на точном решении данной задачи были сконцентрированы усилия больших научных коллективов. Решение оказалось довольно сложным математически, к тому же в практически важных случаях оно очень мало отличалось от результата Ферми. Не перестаешь удивляться, как легко все у него получалось!

В январе 1925 года Ферми был назначен «временным» (нештатным) профессором во Флорентийском университете. Флорентийский период был очень важным в жизни Ферми. Самое главное - это то, что здесь, в спокойной атмосфере Института физики, где работал и скончался Галилей, Ферми создает и публикует знаменитую работу о статистической механике частиц, подчиняющихся принципу Паули. Этой работой были заложены основы так называемой статистики Ферми-Дирака. Как известно, основное ее значение заключается в том, что она дала ключ к пониманию свойств электронов в металлах. Но и другие применения статистики Ферми весьма многочисленны, что иллюстрируется множеством терминов, вошедших в физическую и астрофизическую литературу, таких, как «газ Ферми», «Ферми-жидкость», «фермион», «поверхность Ферми», «метод Томаса-Ферми», «фермиевские импульсы» нуклона в ядре и т. д. В отличие от Дирака Ферми пришел к новой статистике независимо от квантовой механики. Он давно вынашивал предпосылки этого творения, но ему не хватало принципа Паули, после появления которого он сразу направил в печать свою работу. Кстати, Ферми заметно переживал то, что он не сумел сформулировать принцип Паули, к которому, как я слышал от него самого, очень близко подошел.

После открытия статистики, которая носит его имя, Ферми стал хорошо известен, но, как это ни странно, сначала за пределами Италии и только потом - на родине.

Награды и титулы, которых он совершенно не искал, посыпались на Ферми в изобилии. В конце своей жизни он был членом восемнадцати академий всех стран, почетным доктором многочисленных университетов, лауреатом ряда крупнейших премий и медалей, включая Нобелевскую премию. Кстати, в 1929 оду он был избран иностранным членом Академии наук СССР, что, если я не ошибаюсь, явилось первым зарубежным официальным признанием Ферми.

Лишь осенью 1926 года Ферми был назначен штатным профессором Римского университета. Должность эта для Ферми означала способ спокойно продолжать научную работу, но не больше. До конца жизни он никогда не искал ни важных административных постов, ни почета, ни наград. Он, естественно, был доволен признанием его заслуг, но честолюбие ему было чуждо.

Я хотел бы сделать здесь некоторые замечания о том, как, по моим субъективным впечатлениям, мне представляется отношение Ферми к жизни. Ему очень нравилась физика, при этом, особенно после пребывания в Лейдене, он почувствовал, что миссия исследователя и наставника ему по силам. В сравнении с этой любовью и этой миссией все остальное для Ферми имело второстепенное значение. Иногда сознательно, но чаще всего бессознательно его отношение к научной карьере, спорту, отдыху, семье, к литературе и искусству и даже к политике определялось тем, что он должен иметь самые лучшие условия для работы. Я сказал бы, что в жизни Ферми все происходило так, как будто некие «гормоны» так управляли его чувствами и образом жизни, чтобы автоматически обеспечить оптимальные условия для научных исследований. Он был гением, причем его гениальность в значительной степени связана с его любовью к научной простоте; вне области физики он был самым обыкновенным и самым простым человеком. Эта простота в жиз ни выражалась в том, что у него были очень простые вкусы и требования, что он ненавидел усложнения (как в физике!), что он был лишен снобизма и фальши, что он был всегда совершенно искренен и не скрывал тех черт своего характера, которые многим могут казаться недостатками (например, нелюбовь к музыке, полное отсутствие азартности, безразличие к политическим и философским проблемам, некоторая осторожность при трате денег). Кстати, деньги были необходимы Ферми для спокойной научной работы, а не для «роскошной» жизни.

Ферми очень любил теннис, лыжи, прогулки, хотя ни в одном виде спорта он не достиг высокого уровня. Но время, которое он тратил на эти увлечения и вообще на отдых, было строго ограничено.

Когда Ферми в конце 1926 года обосновался в Риме в качестве профессора теоретической физики, там не было никакого исследовательского коллектива. Итальянскую школу современной физики создал тогда Энрико Ферми, один из великих учителей нашего времени, при содействии Орсо Марио Корбино, блестящего организатора науки. Многие из учеников Ферми стали широко известными физиками.

Вот как Сегре описывает занятия, не связанные с университетскими курсами, которые Ферми проводил с ними:

«Они были совершенно импровизированными и неофициальными. Поздно вечером мы собирались в кабинете Ферми, и часто предмет разговора становился темой лекции. Например, мы спрашивали: «Что известно о капиллярности?», и Ферми экспромтом читал красивую лекцию о теории капиллярности. Таким образом, мы занимались рядом предметов на «промежуточном» уровне. Однако иногда уровень становился более высоким, и Ферми объяснял нам статью, которую сам только что прочел: так мы познакомились со знаменитой работой Шредингера по волновой механике.

В то время много раз нам представлялся случай быть свидетелями зарождения и выполнения нового и оригинального исследования. Конечно, невозможно было сказать, какая предварительная работа уже была выполнена Ферми сознательно или подсознательно. Наверняка, у него не было ничего написанного. Мы присутствовали при развитии теории, которое происходило не слишком быстро, но практически без ошибок или изменения направления мысли. Ферми как будто читал лекцию, хотя более медленно. Любопытная характеристика фермиевского способа работы состояла в постоянстве скорости, с которой он продвигался вперед. Если переходы были легкими, он все-таки продвигался медленно, и рядовой наблюдатель мог бы задать вопрос: почему он теряет так много времени на такую простую алгебру? Однако, когда возникали такие трудности, которые остановили бы человека меньших способностей бог знает на сколько времени, Ферми решал их с той же скоростью. У нас создалось впечатление, что Ферми - каток, двигающийся медленн о, но не знающий препятствий. Окончательные результаты были всегда ясными, и часто мы задавались вопросом: «Почему это не было найдено давно, раз все так просто и ясно?» Ферми навсегда сохранял в памяти один раз использованный им метод и применял его к задачам, совершенно отличающимся от той, которая породила физическую идею и математическую технику…»

Ферми всегда подчеркивал огромную важность для студентов хорошей подготовки по классической физике и сам любил читать лекции по элементарной физике. Он очень возражал против курсов, посвященных чрезмерно узким проблемам. Мне помнится, как однажды он полусерьезно излагал группе сотрудников свои идеи о том, как следует реформировать высшее образование в университетах. «Возьмем, - сказал он, - для примера коллектив, скажем, из двадцати студентов-однокурсников, которому при настоящих порядках следует слушать лекции по пяти различным предметам у пяти преподавателей. Это не рационально, гораздо целесообразнее была бы «система менторов», согласно которой каждый из пяти преподавателей возьмется за преподавание только четырем студентам всех пяти предметов.» Мы возражали Ферми, что это будет хорошо только для тех четырех студентов, которые попадут в руки Энрико, а для других обернется настоящей трагедией.

Невозможно провести грань между Ферми-физиком и Ферми-человеком. Своих студентов и сотрудников Ферми учил не только физике в прямом смысле этого слова. Собственным примером он учил их страстно любить физику, равно как и понимать дух и этику науки. Ферми упорно подчеркивал исключительную моральную ответственность ученого при опубликовании научной работы. В опубликованных работах Ферми обнаруживается почти педантичное внимание к точности выражений, в них не встретишь излишне категоричных утверждений и т. д. Но его совершенно не заботила элегантность стиля и формы: для него важнее всего было содержание работы и ясность изложения.

Ферми нетерпимо относился к часто встречающейся тенденции экспериментаторов переоценивать точность своих измерений. В институте было известно «правило», которым руководствовался Ферми в отношении к новому или «странному» результату: увеличить втрое приведенную экспериментатором ошибку измерения и только после этого начинать рассуждение.

Несмотря на его самобытность, интуитивное чутье нового, Ферми был того мнения, что в науке новые законы надо принимать только в том случае, когда нет иного выхода. Ему очень не нравилось стремление некоторых физиков найти «сверхновое», не исчерпав всех возможностей в рамках уже существующих принципов и законов. Если у читателя создалось впечатление, что Ферми был консерватором в науке, то я плохо рассказал о нем. Речь идет не о консервативности подхода Ферми, а о его
фундаментальности.

В физике, по мнению Ферми, нет места для путаных мыслей, физическая сущность любого действительно понимаемого вопроса может быть объяснена без помощи сложных формул. Часто он утверждал, что физики, действительно понимающие природу явления, должны уметь получать основные законы из соображений размерности.

Ферми глубоко презирал научный авантюризм, субъективизм в науке, тенденцию некоторых экспериментаторов получить именно те результаты, которые априори им хочется найти. Он считал совершенно антинаучной и вредной для развития физики поспешность в опубликовании научных работ, вызванную желанием завоевать приоритет, и имеющуюся в некоторых лабораториях атмосферу «охоты за открытиями». Я помню такой случай тридцатых годов. В одной статье, по мнению Ферми, совсем неубедительной (вследствие нечеткости постановки опыта и недоброкачественности самих измерений), группа иностранных физиков опубликовала сообщение об обнаружении дифракции медленных нейтронов. Несколько позже в печати появилось описание безупречных экспериментов другой зарубежной группы по этому вопросу; Ферми был возмущен тем, что приоритет в какой-то мере будет принадлежать первой группе, которая его не заслуживает. «И самое печальное, - сказал он, - то, что против этой системы ничего нельзя предпринять».

Пленительная ясность мысли, характерная для лекций Ферми, относится также и к его книгам (Ферми написал их более десяти) и статьям, не только оригинальным, о чем шла речь выше, но и обзорным и популярным.
Ферми писал свои книги так же, как и читал лекции, - предельно ясно и, казалось, с минимальным усилием. Я помню, как студентом занимался по рукописи книги «Молекулы и кристаллы», когда автор еще писал ее. Каждое утро, между 6 и 8 часами, Ферми аккуратно писал на нечетных страницах тетради, оставляя четные страницы для возможных поправок. Однако, когда рукопись книги была готова к печати, число поправок оказалось совершенно ничтожным.

Удивляло также то, что Ферми мог писать, почти не прибегая к другим статьям или книгам. Он предпочитал самостоятельно разработать заинтересовавший его вопрос, нежели найти готовый ответ.

Ферми проводил сравнительно мало времени за научными журналами, хотя он всегда был великолепно осведомлен о происходящем в мире физики. Это достигалось «вытягиванием», по выражению самого Ферми, сведений в разговоре с другими физиками. Вспоминается случай, иллюстрирующий еще одну характерную его черту - способность давать советы специалистам, работающим в других, даже мало знакомых ему областях. В 1942 году мне довелось встретиться с Ферми в Чикаго. Я в то время работал в области применения ядерной физики к разведке месторождений нефти (нейтронный и гамма-каротаж). Поскольку Ферми не был знаком с этими методами, он, конечно, начал «вытягивать» сведения из меня. Вскоре он уже сам давал мне советы и высказывал многочисленные идеи, послужившие основой для дальнейшей длительной работы в этой области.

Кипучая теоретическая деятельность Ферми в Риме до конца 1933 года, когда он начал работать в области ядерной физики, шла по трем главным направлениям. Во-первых, он осваивал квантовую механику, а затем квантовую электродинамику, и успешно пропагандировал их в научных кругах. Здесь надо особенно выделить его переформулировку квантовой электродинамики, которая представляет собой блестящий пример ясной трактовки трудного вопроса. Второе важное направление состояло в продолжении работ по статистической механике. Наконец, своими работами Ферми внес неоценимый вклад в учение о структуре атомов и молекул.

В качестве «дебюта» в области чисто ядерной физики Ферми опубликовал в 1934 г. теорию бета-распада - классическую работу, основанную на гипотезе Паули о том, что в бета-процессе одновременно с электроном испускается нейтрино. Имеющая сама по себе большое значение, эта работа явилась прототипом современных теорий взаимодействия элементарных частиц. Ферми направил эту работу в английский журнал для срочного опубликования в виде письма в редакцию. Это означало, что он сам вполне осознавал значение данной теории. Однако редакция журнала отказала в публикации работы на том основании, что она слишком абстрактна и не представляет интереса для читателей. Это была действительно самая абстрактная из теоретических работ Ферми, но не приходится сомневаться в том, что редактор всю жизнь сожалел о своем «диагнозе».

В период с 1934 по 1936 год Ферми целиком посвятил себя нейтронным исследованиям. Нет необходимости напоминать здесь о всех поразительных результатах экспериментов Ферми: получение более 60 радиоактивных изотопов; открытие замедления нейтронов; открытие «групп» нейтронов и т. д., и т. д.

Темп работы был потрясающим. При этом в лаборатории,никогда не ощущалось спешки, и Ферми был всегда спокоен. Говорят, что в 1942 году, когда первый реактор, построенный им, приближался к критическим условиям, Ферми прервал общее напряжение известной фразой: «Пойдем обедать». Почти за десять лет до этого случая, когда в римском Институте физики, случайно, хотя и не без фермиевской интуиции, было обнаружено, что водородосодержащие вещества вызывают увеличение уровня активации при облучении нейтронами, Ферми охладил пыл своих сотрудников той же фразой: «Пойдем обедать». К концу обеда Ферми уже объяснил открытие как явление замедления нейтронов и заметил: «Как глупо, что мы не предсказали этого раньше».

Что же особенно выделяло Ферми среди других известных экспериментаторов? Его не отличало какое-либо особое искусство конструирования сложной аппаратуры и постановки «акробатических» экспериментов (впрочем, он быстро овладел и этим искусством, когда в том появилась необходимость). Конечно, Ферми был в высшей степени энергичным, работоспособным, терпеливым и упорным; но этими качествами обладали, вероятно, все великие естествоиспытатели. По-видимому, уникальная черта Ферми, ученого двадцатого века, заключалась в объединении экспериментального подхода с теоретическим - черта, которая была свойственна великим физикам прошлых веков. Он сам часто говорил, что разделение физики на теоретическую и экспериментальную - это вредная вещь. Именно благодаря этой его черте он всегда умел ставить самые существенные вопросы и затем быстро отвечать на них с помощью самых простых, но адекватных для решения поставленной задачи экспериментов.

«Аппаратурной эстетикой» он совершенно не увлекался. Единственно, что он требовал от своих экспериментальных установок, это то, чтобы они действовали так, как он наметил. В связи с этим мне вспоминается один эпизод. Однажды его сотрудник Разетти критиковал Ферми за то, что он изготовил некрасивую установку. «Но она работает», - заметил Ферми. Теперь уже рассерженный Раэетти наступал. «Энрико, в экспериментальной работе ты способен на недостойные поступки. Посмотри на этот электрометр Эдельмана (Разетти имел в виду блестящий, хромированный, нарядный и прекрасный прибор, бывший в наших глазах символом технического совершенства); если бы ты считал, что для получения некоторых сведений его следует смазать «куриной кровью» (на нашем жаргоне мы так именовали широко использовавшуюся в Лаборатории красноватую и неаппетитно выглядевшую мастику), ты бы сделал это. А я не.способен на такой поступок, даже если бы был уверен, что это даст мне Нобелевскую премию. Признайся, Энрико, что ты бы так сделал». И Ферми, который высоко ценил экспериментальный талант Разетти, спокойно ответил: «Конечно, я выкупал бы все наши электрометры в куриной крови, если бы это помогло узнать что-нибудь существенное».

В 1938 году Ферми была присуждена Нобелевская премия за нейтронные исследования. Из Стокгольма он эмигрировал в США, где принял должность профессора физики Колумбийского университета в Нью-Йорке. Возобновление экспериментальной деятельности Ферми в США определилось тем, что он сразу после открытия деления урана понял, какие революционные возможности могли вытекать из этого явления. С 1939 года вся деятельность Ферми на несколько лет была посвящена проблеме овладения атомной энергией: добился он этого в декабре 1942 года в Чикаго. После создания реактора Ферми продолжал исследования в области мирного и военного применения атомной энергии в Чикаго, а с 1944 года - в Лос-Аламосе. В 1946 году он принял должность профессора Чикагского университета и стал одновременно сотрудником только что созданного Института ядерных исследований (теперь носящего его имя).

Здесь невозможно дать хотя бы отдаленное представление о той колоссальной работе, которую выполнил Ферми в области атомной энергии. Его исследования являются примером экспериментального и теоретического мастерства. Можно вспомнить, например, о методе определения критических размеров при относительно малом количестве ураносодержащего вещества (экспоненциальный опыт Ферми). Опыт, описание которого можно найти во всех книгах, посвященных ядерным реакторам, так прост, что сегодня трудно представить себе иной подход к этому вопросу.

В возрасте около 50 лет Ферми, имевший в своем распоряжении ряд реакторов для фундаментальных исследований в крайне интересной, им же созданной области, решает полностью изменить направление своей деятельности и посвящает себя исследованиям частиц высоких энергий. В этих работах неизгладимый след идей и личности Ферми оставался не только в содержании, но также и в особых методических подходах, в новых научных выражениях и даже в крайне удачных обозначениях. Между прочим, Ферми был того мнения, что вопрос о простоте обозначений имеет первостепенное значение в теоретической физике.

Невозможно получить представление обо всем объеме теоретической деятельности Ферми по опубликованным статьям: для публикации он отобрал лишь незначительную часть своих работ. Вот почему нет ни одной не выдающейся теоретической работы зрелого Ферми.

Поразительное долголетие идей Ферми объясняется тем, что он обладал исключительной физической интуицией. Ферми всегда находил наиболее простые подходы к решению самых сложных практических задач. Что же касается исследований фундаментального характера, то избранные им большие проблемы становились всегда простыми, хотя эта простота, конечно, появлялась только после того, как он их блестяще разрешал.

Мне хотелось бы здесь отметить также полное отсутствие у Ферми научного догматизма. Это редчайшее явление для таких физиков, каким был Ферми, с такой огромной эрудицией и удивительной способностью использовать «незыблемые» законы и основы науки. Мне кажется, что как раз одна из самых характерных черт Ферми - это его требование «золотой середины» или, если хотите, необходимости борьбы на два фронта в науке: крайне важны основные принципы, но вредна предвзятость; да здравствует новое, но пусть оно узаконивается только тогда, когда старое оказалось негодным; физика движется вперед благодаря открытиям, но не только благодаря открытиям; очень хорошо, если физику удается открыть новое явление или предсказать неожиданную закономерность, но физика не делается охотой за открытиями; оригинальность и научная фантазия хороши только в сочетании с глубоким знанием.

В 1954 году стало ясно, что Ферми неизлечимо болен. В больнице Ферми лежал, вполне сознавая безнадежность своего положения. Он был слишком рационалистичен, чтобы тешить себя иллюзиями, но работал до конца своей жизни с олимпийским спокойствием. Он скончался 29 ноября 1954 года.

Награждение Нобелевской премией считается признанием достижения вершин в науке. Невольно спрашиваешь: если бы исследования Ферми публиковались различными авторами, скольких Нобелевских премий они могли быть удостоены? Мне кажется, что не менее шести, а именно: за статистику, теорию бета-распада, исследования по свойствам нейтронов, совокупность работ о структуре атомов и молекул, создание первого атомного реактора, работы по физике высоких энергий.

* По словам Э. Персика, одной из этих книг был многотомный курс петербургского физика Хвольсона; мне помнится, что Ферми как-то сказал, что основные сведения в области общей и экспериментальной физики он почерпнул именно из этого курса.

Энрико Ферми ($1901 - 1954$) - итальянский физик, наиболее известный благодаря созданию первого в мире ядерного реактора.

В основном Ферми помнят за его работу по продвижению первого ядерного реактора и за его вклад в развитие квантовой теории, физике ядра и частиц и статистической механике.

Биография

Замечание 1

Его отец, Альберто Ферми был главным инспектором Министерства путей сообщения, а его мать, Ида де Геттис была школьным учителем. Он получил свое начальное образование в местной гимназии. Он был заинтересован наукой с самого раннего возраста, эту страсть он разделял со своим братом. Ребята привыкли играть с электрическими игрушками со встроенными электродвигателями. К сожалению, его старший брат Джулио умер, в подростковом возрасте. Энрико был опустошен. Признавая его интерес к физике, друг его отца дал ему несколько книг по физике и математике, чтобы подогреть его любопытство.

В $1918$ году Ферми получил стипендию в престижном университете в Пизе, Италия. Его вступительное эссе было настолько впечатляющим, что Ферми был быстро зачислен, и он окончил университет с отличием в $1922$ году. В $1923$ году он выиграл стипендию Рокфеллера и провел несколько месяцев с известным профессором физики Максом Борном в Гёттингене, Германия.

В том же году он вернулся в Италию, где он работал в течение двух лет в качестве лектора по математической физике и механике в университете Флоренции. С $1927$ по $1938$ года Ферми работал профессором теоретической физики в римском университете. В $1939$ году он был нанят в качестве профессора физики в Колумбийский университет.

Ферми женился на Лауре Каплун в $1928$ году. У них был один сын, Джулио и дочь по имени Нелла.

Позже, в $1946$ году, Ферми принял должность профессора в Институте ядерных исследований при Чикагском университете, должность, которую он занимал до своей смерти.

Замечание 2

В $1954$ году у Ферми обнаружили неизлечимый рак желудка. Он провел оставшиеся месяцы своей жизни в Чикаго, проводя различные медицинские процедуры. Энрико Ферми умер во сне $28$ ноября $1954$ года в своем доме в Чикаго, штат Иллинойс.

Научные достижения

В $1926$ году Ферми открыл статистические законы, известные ныне как статистика Ферми .

Работая вместе, Ферми и его команда провели исследования по многим практическим и теоретическим аспектам физики. В $1928$ году он опубликовал сборник: «Введение в атомную физику", который впоследствии стал главным учебником для студентов высших учебных заведений в Италии.

Во время его пребывания в Париже, Ферми и его команда внесли существенный вклад во многие практические и теоретические аспекты физики. В $1934$ году, в то время как в университете в Риме, Ферми проводил свои эксперименты, где он бомбардировал различные элементы нейтронами, он обнаружил, что медленно движущиеся нейтроны были особенно эффективны в производстве радиоактивных атомов.

Замечание 3

В $1938$ году Ферми стал лауреатом Нобелевской премии по физике за его работу над ядерными процессами.

Ферми эмигрировал в США в $1938$ году, прежде всего, чтобы избежать фашизма в Италии. Впоследствии, во время Второй мировой войны, Ферми стал одним из главных лидеров Манхэттенского проекта, который направлен на развитие атомной бомбы. В честь приверженности своей новой стране, в $1944$ году Ферми и его жена стали американскими гражданами.

После взрыва первой советской атомной бомбы в августе $1949$ года, Ферми, наряду с Изидором Раби, написал решительно сформулированное сообщение для комитета, против развития водородной бомбы по моральным и техническим основаниям.

Замечание 4

Ферми был известен как вдохновляющий учитель, он был очень внимательным к деталям, к простоте и к тщательной подготовке своих лекций. Позже его лекции были оформлены в книги.

Гениальный итальянский физик Энрико Ферми, который изобрел и построил ядерный реактор и признан одним из создателей атомной бомбы, внес неизмеримый вклад в развитие физики элементарных частиц. Не менее значимы его достижения в квантовой и статической механике. Ему принадлежат много патентов, относящихся к использованию атомной энергии.

Основные события жизни

Энрико Ферми рожден в Риме в сентябре 1901 года в семье служащего в министерстве железнодорожного сообщения. С детских лет он проявлял живой интерес к точным наукам. Многое Ферми изучал самостоятельно по книгам. В июле 1918 года он окончил школу и поступил в Высшую школу в Пизе.

Получив докторскую степень по физике, молодой ученый стажировался у Макса Борна в Геттингентском университете. Биография Энрико Ферми насыщена успехами и достижениями.

Еще в возрасте 24 лет ученый стал профессором Флорентийского университета. Спустя год Ферми становится профессором в Римском университете, где заведует новой кафедрой.

В 1928 году ученый женился на Лауре Капон, принадлежащей к известному в Риме еврейскому роду. У них родились двое детей. Как большинство ученых Италии, Ферми член фашисткой партии. Несмотря на это, когда в 1938 году поехал получать Нобелевскую награду, он не вернулся в Италию, так как не хотел рисковать жизнью членов семьи. Вместе с семьей ученый эмигрировал в США.

Первоначально он работал в Колумбийском университете, позже переехал в Чикаго, где осуществил одно из главных своих достижений: запустил первый атомный реактор.

Умер Энрико Ферми от неизлечимой болезни в возрасте 53 лет в ноябре 1954 года дома в Чикаго. За свою короткую жизнь он сделал столько, сколько за век трудно сделать большому исследовательскому коллективу.

Научные достижения Энрико Ферми

Ученый основал научные школы ядерной физики в Италии и США, является автором большого количества трудов, посвященных физике элементарных частиц и квантовой теории. Им разработана теория происхождения космических лучей и природа их высокой энергии.

В 1925 году им создана квантовая статистика, а в 1934 году ученый закончил работу над теорией бета-распада, а также совместно с коллегами открыл искусственную радиоактивность, связанную с нейтронами. Величайшим результатом его научной деятельности было строительство ядерного реактора, в котором в 1942 году была произведена первая цепная ядерная реакция. По словам английского физика Джона Кокрофта, именно Ферми приоткрыл дверь в атомный век. Это достижение является революционным в науке и в развитии человеческой цивилизации.