恩利克·费米

▌简介

恩利克·费米（Enrico Fermi，1901年9月29日—1954年11月28日），美籍意大利裔物理学家，20世纪最伟大的物理学家之一，兼具顶尖理论物理与实验物理能力的“全能型”科学巨匠，被誉为“原子能之父”。他在量子统计、核物理、粒子物理等多个领域取得划时代突破，提出了描述费米子行为的“费米-狄拉克统计”，完善了β衰变理论，主导建成人类第一台可控核反应堆，为原子能的和平利用与核武器研发奠定了核心基础。1938年，费米获诺贝尔物理学奖，1953年当选美国物理学会主席。他的研究不仅推动了现代物理学的多学科发展，更直接开启了人类的原子能时代，深刻影响了全球科技格局与社会发展。为纪念其贡献，第100号化学元素“镄”以他的名字命名，全球多个科研机构与奖项也以其命名，彰显了他在物理学界的崇高地位。

▌人物生平

（一）早年出身与科学启蒙

1901年9月29日，费米出生于意大利罗马一个公务员家庭，父亲阿尔贝托·费米是铁路部门的首席会计，母亲伊达·德·加蒂是小学教师。费米自幼展现出超凡的数学与物理天赋，10岁时便通过自学掌握了高等数学知识，青少年时期与好友恩里科·佩尔西科共同研读物理学经典著作，开展简易物理实验。1918年，费米考入比萨高等师范学校，攻读物理学专业，在校期间完成的论文因对X射线衍射的深入分析获得学校高度评价，1922年以优异成绩毕业并获得物理学博士学位，年仅21岁。

博士毕业后，费米前往德国哥廷根大学，在著名物理学家马克斯·玻恩门下从事博士后研究，期间接触到量子力学的前沿成果；随后又前往荷兰莱顿大学与保罗·埃伦费斯特合作研究，积累了丰富的国际科研经验。1924年，费米返回意大利，先后在佛罗伦萨大学、罗马大学任教，逐步组建起自己的科研团队，开启了早期核心研究工作。

（二）意大利时期的科研突破

1927年，费米出任罗马大学理论物理学教授，此后十年间，他带领团队在量子统计与核物理领域取得一系列重大突破，形成了著名的“罗马学派”。1926年，他独立提出“费米-狄拉克统计”，这一理论成功描述了电子、质子、中子等自旋为半整数的粒子（后被命名为“费米子”）的统计行为，成为量子力学的核心基础之一，解决了金属导电、白矮星结构等诸多物理问题。1934年，在中子被发现后，费米迅速意识到中子是轰击原子核的理想“抛射体”，随即带领团队开展中子轰击元素的系列实验，通过在靶子前放置石蜡减速中子，极大提高了实验效率，成功获得了22种放射性同位素。

在轰击92号元素铀时，费米团队发现了特殊的放射性产物，初步推断为第93号、94号超铀元素。这一研究成果当时引起学界广泛关注，也为他后续获得诺贝尔物理学奖奠定了基础。不过，这一结论后来被证实存在偏差——德国科学家哈恩与施特拉斯曼后续研究发现，产物实际是铀核裂变后的轻元素碎片，费米团队实则无意间触及了重核裂变现象。1938年，由于意大利法西斯政权的种族迫害（费米妻子为犹太人），费米借前往瑞典领取诺贝尔物理学奖的机会，携全家移民美国，结束了在意大利的科研生涯。

（三）美国时期的核心贡献与晚年

移民美国后，费米先后任职于哥伦比亚大学、芝加哥大学，深度参与了美国“曼哈顿计划”。1942年12月2日，在费米的主导下，人类第一台可控核反应堆“芝加哥一号堆”在芝加哥大学体育场的地下 squash 球场成功运行，首次实现了可控的核链式反应，标志着人类正式迈入原子能时代。这一成就不仅验证了核能利用的可行性，更为后续原子弹的研发提供了关键技术支撑，直接推动了曼哈顿计划的推进。1945年7月16日，世界上第一颗原子弹“三位一体”在新墨西哥州成功引爆，费米现场参与了试验观测工作。

二战结束后，费米回归学术研究与教育工作，在芝加哥大学任教期间培养了大批顶尖物理学家，其中包括杨振宁、李政道等诺贝尔物理学奖得主。他持续深耕粒子物理领域，提出了宇宙线起源的相关理论，推动了对中微子等基本粒子的研究。1953年，费米当选美国物理学会主席，进一步扩大了在国际物理学界的影响力。1954年11月28日，费米因胃癌在美国芝加哥逝世，享年53岁。他的逝世被视为物理学界的重大损失，多位同行评价“他带走了物理学的一个时代”。

▌主要成就

（一）核心科学突破：理论与实验双重巅峰

1.创立费米-狄拉克统计与定义费米子：1926年，费米独立提出全新的量子统计理论——费米-狄拉克统计，与玻色-爱因斯坦统计共同构成了量子统计力学的两大核心。该理论明确了自旋为半整数的粒子（后命名为“费米子”）的运动规律，指出这类粒子遵循“泡利不相容原理”，不能同时处于同一量子态。电子、质子、中子等构成普通物质的基本粒子均为费米子，这一理论为理解原子结构、金属导电性、天体物理现象等提供了重要理论框架，是现代量子力学的基石之一。

2.完善β衰变理论与中微子研究：1934年，费米基于泡利提出的中微子假说，构建了完整的β衰变理论，首次从量子力学角度解释了原子核的β衰变过程。他认为β衰变是原子核内的中子转化为质子、电子和反中微子的过程，这一理论不仅验证了中微子的存在，更奠定了弱相互作用研究的基础，对粒子物理的发展产生了深远影响。

3.主导建成首台可控核反应堆：1942年，费米成功设计并建成人类第一台可控核反应堆“芝加哥一号堆”，通过精确控制核链式反应的速率，实现了核能的可控释放。这一成就打破了人类对核能的认知局限，为原子能的和平利用（如核电站）与军事应用（如原子弹）奠定了核心技术基础，标志着人类正式进入原子能时代，具有划时代的历史意义。

4.开创中子轰击实验与人工放射性研究：1934年起，费米带领团队开展了系统的中子轰击元素实验，通过石蜡减速中子的创新方法，大幅提高了中子轰击的效率，成功制备了22种放射性同位素。尽管他最初对铀轰击产物的判断存在偏差，但这一系列实验推动了重核裂变现象的后续发现，为核物理领域的研究提供了全新思路与实验方法。

（二）其他重要贡献

费米在宇宙线物理领域也有重要贡献，提出了宇宙线起源的“费米加速机制”，解释了高能宇宙线粒子的加速原理，至今仍是宇宙线研究的重要理论之一。此外，他在教育领域成果卓著，培养了数十位杰出的物理学家，形成了极具影响力的科研传承体系，对美国乃至全球物理学的发展产生了持续推动作用。他还积极参与战后核能和平利用的推广工作，为制定合理的核能发展政策提供了专业建议。

（三）对科学与人类社会的深远影响

费米的研究成果彻底重塑了现代物理学的发展格局，他在理论物理与实验物理领域的双重突破，打破了学科壁垒，推动了量子力学、核物理、粒子物理等多学科的融合发展。从技术层面看，可控核反应堆的发明开启了核能利用的新纪元，催生了核电站、核医学等新兴产业，深刻改变了全球能源结构与医疗领域的发展模式；从社会层面看，他的工作直接影响了二战的进程与战后的国际格局，同时也引发了人类对核能安全与伦理的深度思考。费米秉持的“脚踏实地、严谨务实”的科研精神，更成为后世科学家的典范，影响了一代又一代科研工作者。

▌荣誉表彰

1.1938年，获得诺贝尔物理学奖，表彰其“通过中子轰击产生新的放射性元素以及相关的核反应研究”。尽管后续证实其对超铀元素的判断存在偏差，但这一奖项认可了他在中子物理领域的开创性贡献，费米本人也在颁奖演说中主动指出了研究的不足。

2.1946年，获得美国陆军杰出服役勋章，表彰他在曼哈顿计划中主导建成首台可控核反应堆的核心贡献，以及对原子弹研发的关键支撑。

3.1953年，当选美国物理学会主席，这是美国物理学界对其学术地位与影响力的高度认可。

4.1954年，美国原子能委员会设立“恩利克·费米奖”，以纪念他对原子能领域的卓越贡献，该奖项成为美国核科学领域的最高荣誉之一。

5.第100号化学元素“镄”（Fermium）以费米的名字命名，成为元素周期表中对其科学贡献的永久纪念。

6.月球上的一座环形山被命名为“费米环形山”，小行星1001也被命名为“费米星”，彰显了他在全球科学界的崇高地位。

此外，全球多所大学授予费米荣誉博士学位，芝加哥大学、罗马大学等均建有以他名字命名的科研中心与实验室，收藏展示其研究资料与实验设备，传承其科研精神与学术理念。

▌人物评价

费米被公认为20世纪最伟大的物理学家之一，是罕见的“理论与实验双顶尖”的全能型科学家。物理学家杨振宁评价：“费米在所有20世纪伟大的物理学家中最受尊敬和崇拜，他永远脚踏实地，不滥用影响，是标准的儒家君子。” 他的核心贡献不仅在于取得了一系列划时代的科学突破，更在于他严谨务实的科研态度、无私的学术传承精神，以及在重大科学决策中的责任担当。

作为科研领导者，费米具备极强的组织协调能力与技术洞察力，“芝加哥一号堆”的成功运行充分展现了他将理论转化为实践的卓越能力。作为教育家，他倾囊相授，培养了大批顶尖物理人才，形成了极具影响力的科研梯队，推动了物理学的持续发展。学界普遍认为，费米的工作不仅推动了物理学的革命，更开启了人类利用核能的新时代，其影响堪比牛顿、爱因斯坦等科学巨匠。