一個學派的誕生精講

費米悖論1950年的一天，諾貝爾獎獲得者、物理學家費米在和別人爭論飛碟及外星人問題時，突然冒出一句:“他們都在哪兒呢?“這句看似簡潔的問話，就是著名的“費米悖論“?！百M米悖論“隱含之意是，理論上講，人類能用100萬年的時間飛往銀河系各個星球，那么，外星人只要比人類早進化100萬年，現(xiàn)在就應當來到地球了。換言之，“費米悖論“說明白這樣的悖論:A.外星人是存在的--科學推論可以證明，外星人的進化要遠早于人類，他們應當已經(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，人類并未覺察任何有關外星人存在的蛛絲馬跡。闡述的是對地外文明存在性的過高估量和缺少相關證據(jù)之間的沖突。..\視頻資料\【中字】費米悖論——外星人究竟都在哪兒呢？我們是孤獨的嗎？@阿爾法小分隊科教組_高清.mp4一個學派的誕生

勞拉·費米費米：最終一位“文武雙全”的物理學大師在六十年前逝世的費米，在物理學理論和試驗這兩個方面，都做出了第一流的奉獻。他是最終一位碩果僅存的“文武雙全”的物理學大師。費米亦有他獨特的爭論風格，不行以用常規(guī)來衡量。

青年時代的費米費米〔EnricoFermi,1901～1954〕美籍意大利物理學家。他在理論和試驗方面都有第一流建樹，這在現(xiàn)代物理學家中是屈指可數(shù)的。1901年9月29日生于羅馬，父親是鐵路職工，母親是中學教師。中學時是典范學生，各方面名列前茅。從小對機械著迷，曾和哥哥一起設計與制造電動機，設計飛機引擎等。他熱愛數(shù)學和物理，10歲時聽大人們談論表示圓，就單獨弄懂了這一表示式。單獨鉆研了大量代數(shù)、幾何、分析題目。中學畢業(yè)后，在阿米第的建議下，17歲的費米以優(yōu)異的成績獲得了比薩皇家高等師范學院的獎學金，這是一所特地為文理兩科的高材生而設的學院。入學考試時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頁的篇幅對振動棒作了具體的數(shù)學分析并爭論其運動。如此簡單的答卷竟完全沒靠書本，而且其中沒有任何錯誤，這樣的水平甚至連博士生都很難到達。評審的教授對他的答卷大為驚異，打算破例和他面談。那位教授對他說：“我從來沒有見過你這樣的年輕人。”

費米的大學生活過得五顏六色━━教授們講的學問他大多學過了，便有很多時間去搞大學生式的惡作劇〔由于制造了一枚在課堂上爆炸的臭彈，費米和他的“反鄰會”“同黨”們險些被永久開除學籍〕。費米的好友也是他日后的重要試驗合作伙伴拉塞第也是“搗亂分子”之一。不過惡作劇歸惡作劇，他們從比薩的學術氣氛中吸取了物理學養(yǎng)分，在學業(yè)上大有進步。費米通過自學在一年內就把握了量子理論和相對論，成為比薩在這方面的權威，甚至還可以給教授們講這方面的新學問。

1922年7月，年僅21歲的費米以名列前茅的成績獲得物理學博士學位。他的論文是關于X光試驗工作的報告。費米的辯論自信而精彩，無奈他淵博的學識已非主考教授們所能理解，他們漸漸精神松散。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，他的論文也未由大學按常規(guī)出版。

1924年冬，費米由意大利公眾教育部出資，被派到德國的哥廷根與著名物理學家馬克斯·玻恩一起從事爭論工作。爭論期滿，他回到羅馬。此時年輕的費米已在國內外學術界小知名氣-他在各類報刊上發(fā)表了近30篇論文，其中一局部是試驗報告，大局部是關于相對論的理論爭論。其中很重要的一項工作是，1926年費米以泡利在不久前提出的“不相容原理”為根底發(fā)表了一種新的統(tǒng)計理論，幾個月后該理論又被狄拉克獨立提出，此即著名的“費米—狄拉克統(tǒng)計”，這個以自旋半整數(shù)粒子〔又稱費米子〕為爭論對象的理論后來被應用于白矮星以及金屬中自由電子等重要領域的爭論，是核物理學的理論根底之一。

不久，25歲的費米通過“競試”，被羅馬大學聘任為教授。

1929年，年僅27歲的費米被選為意大利科學院院士。

1938年意大利公布了法西斯的種族卑視法，由于費米的妻子是猶太血統(tǒng)，他于1938年11月利用去瑞典承受諾貝爾獎的時機，攜帶家眷離開意大利去美國，先在紐約哥倫比亞大學后在芝加哥大學任教。1950年被選為英國皇家學會國外會員。

為了紀念他所作出的奉獻，原子序數(shù)為100的元素以他的姓氏命名為鐨〔ferium〕。美國原子能委員會設立了費米獎金，1954年首次獎金授予他本人。20世紀以來，物理學爭論領域的廣度和深度都進展得很快；很少有人能在幾個領域都作出重要的奉獻?？墒琴M米對理論物理和試驗物理都作出了重要的奉獻，有些還是開創(chuàng)性的成就，這在20世紀是少見的。費米一生的最終幾年，主要從事高能物理的爭論。1949年，提醒宇宙線中原粒子的加速機制，爭論了Л介子、μ子和核子的相互作用，提出宇宙線起源理論。1952年，覺察了第一個強子共振──同位旋四重態(tài)。1949年，與楊振寧合作，提出根本粒子的第一個復合模型〔費米－楊振寧模型〕。1954年11月29日費米病逝于芝加哥。終年53歲。

費米國家試驗室〔Fermilab〕原名為國家試驗室。圖為第一任所長羅伯特

R.威爾遜在主環(huán)破土開工儀式上)費米國家試驗室俯視費米試驗室的威爾遜樓和湖泊圖為Tevatron主環(huán)隧道A段〕圖為硅探測器試驗室

圖為Feynman計算中心羅馬學派誕生的背景:意大利在物理學有過輝煌的歷史.物理學真正成為一門嚴密的科學是從這產(chǎn)生的。達芬奇不僅是大畫家，而且也是大數(shù)學家、力學家和工程師，在物理學的各個方面都有重要的覺察。伽利略覺察并建立了物理科學的真正方法，即使在今日，物理爭論仍舊以伽利略的方法為根底的。16世紀中期到17世紀初期，意大利的科學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，物理學爭論瀕于癱瘓。到19世紀末近百年，意大利在物理學幾乎沒有精彩的奉獻也沒有消失世界一流的科學家。一、整體感知：文章是哪幾個方面來寫的？主要是從三個方面來寫的．第一是介紹羅馬學派的形成的過程．其次是描述羅馬學派的教學爭論方式．第三是介紹羅馬學派對費米量子理論的推廣狀況．二、閱讀文本，答復以下問題1—6題〔用原文句子答復〕

“一個學派的誕生”中的一個學派是指什么學派？學派的最早創(chuàng)始人是哪一位？學派最重要的代表人物是哪一位？學派還有哪些優(yōu)秀人物？？學派的最出色的成就是什么學派的教學爭論有什么特點？

1.“一個學派的誕生”中的一個學派是指什么學派？“羅馬學派”或“費米學派”〔見書本第75頁，“課后練習”一2.學派的最早創(chuàng)始人是哪一位？A費米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費米F馬約拉納4.羅馬學派還有哪些優(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.羅馬學派的最出色的成就是什么？A原子理論B量子理論C中子理論D質子理論6.學派的教學爭論有什么特點？共同具有一種頑皮的態(tài)度；腦子想到什么就問題，就問什么問題；一個問題引到另一個問題，并不依據(jù)預定的打算；師生通力合作來解決他的問題．首先是意大利物理學家、參議員柯爾比諾有一個雄心-----復興意大利的物理學，為此，他著手建立羅馬學派。其次，費米和他的朋友拉賽蒂，尤其是費米，擁有出類拔萃的物理學天才，以及對物理學，尤其是現(xiàn)代物理學的超乎尋常的熱忱。而他們的學生阿馬爾迪、塞格雷和馬約拉納，也被導師們的天才和熱忱、被物理學的熱忱，對富于挑戰(zhàn)和制造性的人生的熱忱。這個團體年齡性格相近，布滿了歡快與活力，共性都得到發(fā)揚，各得其所，教學和爭論的方式都特別共性化，具有一種輕松活潑不拘一格的學風．費米學派是怎樣形成的？它有什么特點？三、重難點突破：1、文中說費米學派的成員“共同具有一種頑皮的態(tài)度，那是一種對開玩笑和無聊行為的天真愛好，他們把這一點帶進了他們的嚴峻工作里”。你覺得科學工作中可以容許這樣的態(tài)度么？為什么？科學爭論是嚴峻的,需要認真的態(tài)度.但嚴峻認真并不意味著不能擁有自己的共性.相反,科學爭論是最需要人們發(fā)揮自己的制造力的。而制造力的發(fā)揮與一個人的共性成長有著親密的關系。費米學派的成員都擁有鮮亮的共性，并把這帶進了自己的科學的爭論中，實際上形成了自己特有的學習風氣和爭論風格，這對學派的成長是有好處的。值得留意的是，費米等人的玩笑仍舊是緊緊圍圍著物理學以及其他科學的問題的，并不是空虛無聊的玩耍。2、現(xiàn)代科學爭論工作很少是單個科學家獨立完成的，常常需要假設干科學家的合作。依據(jù)費米學派的情形，談談科研團體對培育學者、推動學術進展有何作用？現(xiàn)代科學爭論越來越依靠團體的合作，像上個世紀后半期諾貝爾的自然科學獎項很多都是幾個爭論合作伙伴共享的?？茖W學派更是對現(xiàn)代科學的進展有著重要意義。學派是指在學術上圍繞集中的問題、聚攏了優(yōu)秀的人才、實行了新穎的視角、形成了獨特的風格、取得了引人注目的成就的爭論群體。重要的科學學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)新的學界首領的搖籃；既是科學學問的生產(chǎn)基地，又是培植新的科學思想和科學方法的溫床。象李比希學派在有機化學領域、哥本哈根學派在量子力學領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一步渲染了這篇課文的幽默活潑的文風。但從詩歌本身的角度看，它的藝術價值是不高的，稱不上美麗。它其實只是首先開玩笑而信手寫的打油詩。

趣聞軼事1、試驗物理與理論物理兩棲的學者在物理學史上，要給費米正確的評價，現(xiàn)在似乎還為時太早。他是二十世紀唯一擅長理論與試驗的物理學家，是一位多學科性的學者。他總是搖擺于理論物理學與試驗物理學之間，很便利地適應著變化中的需要。無論什么時候，只要看來沒有進展令人感興趣的試驗的時機，恩里科就撤退到他的辦公室里，一張又一張地寫滿了計算。他在家里顯得全神貫注，一點也不留意家事，他在報紙邊上潦草地寫上各種令人費解的數(shù)字和符號：假設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承受。但是，只要他對一個試驗爭論有了一種想法，或者只要有人在設計和制造一種新儀器設備，他就任憑他的稿紙落滿灰塵，而把他的全部時間都花在試驗室里?！?.“逃禮”費米認為時間是人生最珍貴的財寶，所以他從來不情愿把珍貴的時間，鋪張在某些無聊的應酬上。那是1930年的一天，羅馬王宮披紅掛綠，張燈結彩。意大利的王子進展盛大的婚典。頭一天費米就接到一張燙金的請柬。他反復地看著這張珍貴的請柬，心里沖突重重。去吧，就要鋪張掉金子般的時間；不去吧，這是王子的婚典，未免有不恭之嫌。怎么辦呢？他苦苦思考，始終想不出一個好方法。“干脆不去！”他最終橫了心。吃罷早飯，費米和尋常一樣，穿著工作服，自己開著車向試驗室駛去。但一件麻煩的事情發(fā)生了，半路遇到了慶賀婚禮的隊伍，警