從天使粒子回溯天才科學(xué)家

從天使粒子回溯天才科學(xué)家

“天使粒子”的出現(xiàn)在科學(xué)界迅速引發(fā)熱議，而伴隨其中的兩位物理學(xué)家的名字——“馬約拉納”與“費(fèi)米”也重回到大眾的視野。那么，他們分別是誰(shuí)？與“天使粒子”有著怎樣的聯(lián)系？

迷之馬約拉納

科學(xué)界有太多未解之謎，科學(xué)家常常是解開(kāi)謎團(tuán)或者留下謎團(tuán)。而要說(shuō)到一直為科學(xué)界津津樂(lè)道的謎團(tuán)，馬約拉納所創(chuàng)造的謎，或許應(yīng)該排在前幾位。這位20世紀(jì)20年代聞名于世的物理天才留給世人的不只有他的天才成就，不只有讓無(wú)數(shù)科學(xué)家追索至今的科學(xué)預(yù)言，還有他謎一般的失蹤。

馬約拉納全名埃托雷·馬約拉納，意大利理論物理學(xué)家，1906年生于意大利的西西里島。他自小便擁有極高的數(shù)學(xué)天分。21歲時(shí)，他就加入了羅馬大學(xué)物理研究所，這里匯集了意大利最優(yōu)秀的一批物理學(xué)家，在這里只有馬約拉納一個(gè)人單獨(dú)開(kāi)展研究。但他的同事并不對(duì)此耿耿于懷，相反，馬約拉納超級(jí)的分析與計(jì)算能力及天才的物理直覺(jué)，令他們十分佩服，他的工作對(duì)研究所幫助很大。

他的成就主要體現(xiàn)在他是微中子質(zhì)量研究的先驅(qū)者，而且從他的研究上看，他已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到宇稱(chēng)有可能不守恒。他曾預(yù)測(cè)，在一類(lèi)被稱(chēng)為“費(fèi)米子”的粒子中，應(yīng)該有一些粒子，自己就是自己的反粒子，并提出馬約拉納方程式。而“天使粒子”正是找到了符合馬約拉納費(fèi)米子性質(zhì)的激發(fā)態(tài)，就像是發(fā)現(xiàn)了它的“腳印”。

馬約拉納

但馬約拉納是謎一樣的人物，且不說(shuō)他那些在物理學(xué)上匪夷所思的超前思維，單說(shuō)他對(duì)生活中一些小事的判斷也頗令人費(fèi)解。他對(duì)發(fā)表研究成果一直持消極態(tài)度。他甚至可以將稍加補(bǔ)充與完善就能發(fā)表的分析和結(jié)論寫(xiě)在隨手抓來(lái)的煙盒背面或餐巾上，而他一番宏論之后,就將這些紙片一揉，直接丟進(jìn)了垃圾桶！

最讓人驚訝的是他的離奇消失！1932年，馬約拉納辭去了在羅馬大學(xué)物理研究所的職位，開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)4年幾乎足不出屋的“閉關(guān)”生活。1938年3月25日他給家人和他剛接受任職的那不勒斯大學(xué)物理研究所所長(zhǎng)卡瑞利各留了一封信后，就登上了一艘開(kāi)往西西里首府巴勒莫的郵船。一般人和警方都把這兩封信解讀為絕命書(shū)——因?yàn)閺拇艘院篑R約拉納就在人間消失了。

令人費(fèi)解的是他在去巴勒莫之前支領(lǐng)了半年的薪水并帶走了所有重要的科研筆記，這不像一個(gè)準(zhǔn)備自殺之人所為，看起來(lái)更像是去隱居的。在他平安抵達(dá)了巴勒莫以后，又發(fā)了一封電報(bào)和一封信給卡瑞利。電報(bào)僅一句話“別緊張，信隨后就到”，在他的信里則明確說(shuō)他放棄了自殺的念頭。根據(jù)售票記錄，他確實(shí)買(mǎi)了返回那不勒斯的船票，而且有個(gè)同艙人（三人住一間艙房）曾作證說(shuō)，他們?cè)谀遣焕账瓜麓瑫r(shí)，馬約拉納還在艙里睡覺(jué)。沒(méi)人確切知道他是否在那不勒斯下了船。這種不確定的結(jié)局，為后人留下了想象的空間。有人說(shuō)他從意大利漂流到了南美洲了，也有人說(shuō)馬約拉納是出家當(dāng)和尚了。甚至還有關(guān)于他的科幻連環(huán)畫(huà)集。在連環(huán)畫(huà)里，馬約拉納的結(jié)局最為輝煌——被外星人接走了！

物理學(xué)巨匠費(fèi)米

費(fèi)米全名恩里科·費(fèi)米，1901年生，美籍意大利裔物理學(xué)家，1938年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者。他對(duì)理論物理學(xué)和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)方面均有重大貢獻(xiàn)，首創(chuàng)了β衰變的定量理論，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)建造了世界首座自持續(xù)鏈?zhǔn)搅炎兒朔磻?yīng)堆，發(fā)展了量子理論。

1926年，費(fèi)米發(fā)現(xiàn)了一種新的統(tǒng)計(jì)定律：費(fèi)米—狄拉克統(tǒng)計(jì)。費(fèi)米子其實(shí)就是遵守費(fèi)米—狄拉克統(tǒng)計(jì)的粒子。費(fèi)米子包括所有夸克與輕子，任何由奇數(shù)個(gè)夸克或輕子組成的復(fù)合粒子，所有重子與很多種原子與原子核都是費(fèi)米子。為紀(jì)念恩里科·費(fèi)米在這領(lǐng)域所作的杰出貢獻(xiàn)?？茖W(xué)家們給它起名叫費(fèi)米子。費(fèi)米—狄拉克統(tǒng)計(jì)和玻色子所遵循的玻色—愛(ài)因斯坦統(tǒng)計(jì)是量子世界的基本統(tǒng)計(jì)規(guī)律。1939年哈恩和斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)核裂變后，費(fèi)米馬上意識(shí)到次級(jí)中子和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的可能性。1942年12月2日他在芝加哥大學(xué)體育場(chǎng)的壁球館試驗(yàn)成功了首座受控核反應(yīng)堆。在二戰(zhàn)期間第一枚原子彈的建造過(guò)程中（曼哈頓計(jì)劃），他是主要領(lǐng)導(dǎo)者之一。

第二次世界大戰(zhàn)之后，費(fèi)米的主要研究方向是高能物理，他在介子核相互作用和宇宙射線的來(lái)源等方面都做出了開(kāi)創(chuàng)性的工作。

值得一提的是，費(fèi)米不僅是一名杰出的物理學(xué)家，還是一位出色的學(xué)科引領(lǐng)者和杰出的老師。他一生致力于創(chuàng)立物理學(xué)研究集體，把選招適合于高訓(xùn)練、將來(lái)能夠成為獨(dú)立工作科學(xué)家的學(xué)生們當(dāng)作首要任務(wù)。先后被選到的有E·塞格雷、E·阿馬第、馬約拉納、B·蓬泰科爾沃、達(dá)戈斯泰諾等。在費(fèi)米的帶動(dòng)下，形成了人們所稱(chēng)道的羅馬學(xué)派。他的學(xué)生中有6位獲得過(guò)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，其中包括國(guó)人所熟知的李政道。

兩位大師的天才軼事

20世紀(jì)20年代中期，費(fèi)米在羅馬大學(xué)組建了一個(gè)物理研究所，這個(gè)組里匯集了一批意大利當(dāng)時(shí)最優(yōu)秀的青年物理學(xué)家，21歲的帥哥馬約拉納也在這個(gè)研究組里。

費(fèi)米

當(dāng)時(shí)他倆都是只有20幾歲，夢(mèng)想都很大，說(shuō)話也很隨便。

馬約拉納說(shuō)：“每隔500年才有一個(gè)類(lèi)似阿基米德或牛頓這樣的科學(xué)家出現(xiàn)，而每隔100年就會(huì)有1至2個(gè)愛(ài)因斯坦和玻爾這樣的人出現(xiàn)。”

費(fèi)米說(shuō)：“那費(fèi)米是幾百年出一個(gè)？”

馬約拉納說(shuō)：“我們談的是愛(ài)因斯坦與玻爾……”

馬約拉納是一個(gè)很有天賦的物理學(xué)家，他的分析與計(jì)算能力對(duì)整個(gè)研究組的幫助很大。

只要有他在的地方，就沒(méi)有人會(huì)用計(jì)算尺和筆算。馬約拉納能夠口算出243的平方根乘以578的立方根等于多少這樣的數(shù)學(xué)題……

而眾所周知，費(fèi)米的計(jì)算能力也是非常強(qiáng)的。有傳稱(chēng)在美國(guó)爆炸原子彈的時(shí)候，他就站在很遠(yuǎn)之外，手里拿張紙，撕成碎紙片。原子彈的沖擊波來(lái)了，他把紙一扔，然后根據(jù)紙片被卷走的高度、速度和距離計(jì)算原子彈釋放的能量值。沖擊波走了，費(fèi)米就算出來(lái)了，而且計(jì)算出來(lái)的結(jié)果和精密儀器測(cè)試的結(jié)果不相上下……

據(jù)傳，費(fèi)米和馬約拉納曾有過(guò)一場(chǎng)計(jì)算能力的PK，費(fèi)米用紙筆尺，馬約拉納只用腦子，然后比賽結(jié)果是平局……

費(fèi)米和馬約拉納，可以說(shuō)是“亦師亦友”，但對(duì)于馬約拉納這位屬下兼朋友，費(fèi)米在有感于他的天才能力之外，最讓他痛心疾首的是，馬約拉納對(duì)于發(fā)表研究的態(tài)度。據(jù)傳馬約拉納最早發(fā)現(xiàn)中子時(shí)，他有關(guān)于原子核的理解如果發(fā)表出來(lái)，原本可以立刻轟動(dòng)當(dāng)時(shí)的科學(xué)界?？墒撬谷痪芙^把這套理論拿去發(fā)表，費(fèi)米費(fèi)盡口舌也沒(méi)用。后來(lái)，人們把成果歸功于海森堡的貢獻(xiàn)。費(fèi)米覺(jué)得馬約拉納至少可以把已有的研究成果發(fā)表出來(lái)，但馬約拉納淡淡地回了一句話：“現(xiàn)在海森堡已經(jīng)把該做的都做了?！?/p>

“科學(xué)家分好幾種，二流或三流的科學(xué)家盡他們最大努力仍行而不遠(yuǎn)，一流科學(xué)家則做出推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步的重要發(fā)現(xiàn)，他們都是天才，比如伽利略和牛頓，當(dāng)然還有馬約拉納。”這是費(fèi)米對(duì)馬約拉納的評(píng)價(jià)。天才已逝，英雄相惜。（信息來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）