ФЕРМИ (Fermi) Энрико (1901-1954), итальянский физик, один из созда­телей ядерной и нейтронной физики, основатель научных школ в Италии и США, иностранный член-корреспондент АН СССР (1929). В 1938 эмигрировал в США. Разработал квантовую статистику (статистика Ферми — Ди­рака; 1925), теорию бета-распада (1934). Открыл (с сотрудниками) искусст­венную радиоактивность, вызванную нейтронами, замедление нейтронов в веществе (1934). Построил первый ядерный реактор и первым осуществил в нем (2.12.1942) цепную ядерную реакцию. Нобелевская премия (1938).

Детство и юность

Энрико Ферми родился в семье служащего. Хотя дома никто не побуждал его заниматься науками, он еще в детстве проявлял большой интерес к мате­матике и к физике. Большое благотворное влияние на юношу оказал коллега его отца, инженер Амидей, который впоследствии очень подробно поведал о первых шагах Энрико в науке. Он многое изучал самостоятельно по книгам. Так, тринадцати лет он за три дня изучил учебник по проективной геомет­рии, прорешав все 200 имевшихся там задач, проштудировал несколько книг по различным разделам математики и теоретической механики.

Летом 1918 г., пройдя трехгодичный курс лицея за два года, Ферми полу­чил диплом и встал вопрос, где продолжить учебу. Его особенно привлекала физика, по которой он прочитал больше всего книг, в том числе, огромные тома курса физики русского профессора О. Хвольсона, в которых подробно описывались многочисленные экспериментальные установки.

Можно было поступить в Римский университет, но семнадцатилетний Эн­рико остановил свой выбор на университете в Пизе. Для поступления туда ему нужно было пройти конкурс в Нормальную школу в Пизе и впоследствии со­вмещать учебу в ней с посещением лекций в университете. Ферми не только выдержал конкурс, но и вышел в нем на первое место. Впоследствии, в 1934 г. Ферми писал: «Когда я поступил в университет, классическую физику и тео­рию относительности я знал так же, как и теперь». Во многом, как и прежде, Ферми оставался самоучкой, к его учебе по книгам преподаватели мало что могли добавить. Он выработал весьма эффективную систему самостоятельных занятий, в чем можно убедиться по его тогдашним конспектам. Феноменаль­ная память позволяла ему также быстро изучать иностранные языки.

Исключительные способности Ферми скоро были замечены не только сту­дентами, но и преподавателями. В 1920 г. он уже в присутствии ряда профес­соров читал лекцию о квантовой теории (почти неизвестной тогда в Италии) в Физическом институте. Тогда же появились его первые исследования в об­ласти электродинамики и теории относительности. В воспоминаниях Энри­ко Персико, будущего профессора Римского университета, с которым Фер­ми поддерживал тесную дружбу с 14 лет, есть следующие строки о том, как тот работал: «Его метод изучения книги всегда состоял в том, что из книги он брал только данные проблемы и результаты опыта, сам обрабатывал их и затем сравнивал свои результаты с результатами автора. Иногда при проведе­нии такой работы он ставил новые проблемы и решал их, или даже поправ­лял ошибочные, хотя и общепринятые решения». В качестве диссертацион­ных (дипломных) работ тогда допускались только экспериментальные. Фер­ми защищал работу по оптике рентгеновских лучей. В 1922 г. он блестяще оканчивает университет и Высшую Нормальную школу.

Поддержка сенатора Корбино

Несмотря на все успехи Ферми, ему не могли предложить работы в Пизанском университете. Он вернулся в Рим, где вскоре состоялось его знакомство с сенатором профессором Орсо Марио Корбино, директором Физического ин­ститута Римского королевского университета, который сам в молодости про­явил себя как блестящий физик-экспериментатор. Корбино очень быстро оце­нил двадцатилетнего Ферми и принял его под покровительство, дал ему вре­менную работу в качестве преподавателя математики для студентов-химиков Римского университета и обещал при первой же возможности сделать его по­стоянным сотрудником. Ферми считал Корбино своим вторым отцом.

В Италии в то время не было крупной теоретической школы, и поэтому для Ферми явилась большой удачей возможность поехать в 1923 г. в Геттинген, где работал Макс Борн. Как это ни странно, общение с Борном и его бли­стательными учениками и сотрудниками не принесло, по словам самого Фер­ми, ему особенной пользы. Причиной тому могли быть привычка Ферми ра­ботать в одиночку и отсутствие у него тогда уверенности в себе, которую ему дало впоследствии общение с Паулем Эренфестом, на обучении у которого в Голландии Ферми находился с сентября по декабрь 1924 года. После возвра­щения в 1923 г. в Римский университет Ферми один год читает курс матема­тики для химиков и естественников, а после возвращения в 1924 г. от Эренфеста, приступает к преподаванию как временный профессор во Флорентий­ском университете.

Признание теоретиков

Одной из серьезных заслуг Ферми, начавшего преподавать в Италии, явилось быстрое формирование получившей в дальнейшем заслуженную известность итальянской школы теоретической физики. Как вспоминали впоследствии бывшие его ученики, это происходило как бы исподволь. После занятий собирались в кабинете Ферми и начиналось обсуждение заданного кем-то вопроса, часто не связанного непосредственно с тем, что только что было на занятиях. Ответ Ферми часто превращался в импро­визированную лекцию. По воспоминаниям тогдашних учеников Ферми, «скорость формирования молодого физика в этой школе была невероятной». Ферми учил не только физике в прямом смысле этого слова: собственным примером «он учил страстно любить физику, равно как и пони­мать дух и этику этой науки». Ферми не любил предлагать темы для дип­ломных работ, справедливо считая, что во всех отношениях полезнее, если студент сам выберет интересную для него задачу.

Задачи же, которые тогда увлекали самого Ферми, стали вскоре научной клас­сикой. В декабре 1925 г. он независимо от английского физика П. Дирака раз­работал статистику частиц с полуцелым спином — для них даже привилось название «фермионы» — ставшую одной из основ физики элементарных час­тиц, развивал эффективный приближенный метод расчетов многоэлектронных атомов (в квантовой, как и в классической механике задачи многих тел физи­ки умеют решать лишь приближенно). В Рим, становившейся новым центром теоретической физики, все чаще стали приезжать коллеги из-за рубежа.

Профессура в Риме

Осенью 1926 г., заняв первое место на конкурсе, Ферми становится штат­ным профессором на созданной в Римском университете кафедре теорети­ческой физики. Об этом периоде его жизни в книге Б. Понтекорво написано: «Личная жизнь Ферми с того времени, когда он обосновался в Риме, проте­кала спокойно и благополучно в течение нескольких лет, примерно до 1936 г. Он женился в 1928 г. на синьоре Лауре Капон; как мы увидим, это событие десять лет спустя стало одной из причин того, что Ферми вместе с семьей покинул родину. В 1929 г. Ферми был несколько неожиданно избран... чле­ном Королевской академии Италии. Это была новая академия, созданная Муссолини для увеличения престижа фашистского режима. Члены академии получали довольно значительное вознаграждение. Избрание в академию за­метно увеличило доходы Ферми, принесло звание его превосходительства» и довольно смешной мундир.

В 1932 г. Ферми избирается членом-корреспондентом старейшей итальян­ской Национальной академии Линчей. «Ферми вел размеренную жизнь и почти никогда не изменял своим привычкам. Творческой работой он зани­мался с половины шестого утра до половины восьмого... в институт приез­жал не позже девяти утра». Лето он, если не отдыхал в Альпах, проводил за границей, где читал лекции, становившиеся вскоре основой его новых книг. Так появились «Квантовая теория излучения» и «Термодинамика» по лек­циям, прочитанным в Мичиганском и Колумбийском университетах.

В числе ведущих физиков мира, Ферми в 1933 г. участвует в Брюсселе в работе Сольвеевского конгресса по ядерной физике. К тому времени начатые им недавно работы по физике нейтронов уже получили известность. Но осо­бенно высоко были оценены его работы 1933 г., в которых излагалась разви­тая им теория бета-распада. Физика нейтронов все полнее захватывала Ферми. В 1934 г. он получает первые радиоактивные изотопы при облучении веществ нейтронами. Годом позже он открывает эффект замедления нейтронов, которому суждено было в дальнейшем сыграть важнейшую роль в ядерной физике и технике. За ра­боты по физике нейтронов Ферми в 1938 г. была вручена Нобелевская пре­мия в Стокгольме, откуда он уже не вернулся в Италию, а вместе с семьей уехал в Нью-Йорк. Так началась жизнь в Америке.

В Америке

Для эмиграции были веские основания. Политический климат в фашистс­кой Италии стал заметно ухудшаться с 1936 г., в частности, начали появлять­ся антисемитские законы, которые могли угрожать жене Ферми, итальянке еврейского происхождения. В январе 1939 Ферми поступает на работу в Ко­лумбийский университет и приступает к исследования реакции деления ядер. Эта ядерная реакция была открыта в 1938 г. О. Ганом и Штрассманом. Вско­ре она заняла ключевое место в ядерной физике. Ферми был близок к откры­тию этой реакции, но постановка эксперимента, который проводил Ферми со своими сотрудниками, не позволяла обнаружить большое количество энер­гии, выделяемой в этой реакции. Ферми сыграл выдающуюся роль в амери­канском ядерном проекте. Весной 1942 г. Ферми переезжает в Чикаго, где разворачиваются работы по исследованию цепных ядерных реакций (Манхэттенский проект). В декабре возглавляемая им экспериментальная группа сумела получить в первом ядерном реакторе такую самоподдерживающуюся реакцию. Путь к ядерному оружию был открыт. В 1944 г. Ферми переехал в Лос-Аламос, где велись основные работы, а в июле 1945 г. он уже принимал участие в испытании первой атомной бомбы.

В 1946 г. Ферми становится сотрудником созданного в Чикаго Инсти­тута ядерных исследований. Последние годы его жизни были посвящены физике высоких энергий. Он выдвинул гипотезу о происхождении кос­мических лучей высоких энергий, в 1950 г. выступил со статистической теорией множественного образования мезонов. 1952 год отмечен его но­вым вкладом в физику элементарных частиц — открытием первого адронного резонанса. В 1950 г. Ферми избирается иностранным членом Лон­донского Королевского, а в 1953 г. — президентом Американского физи­ческого общества. Год спустя выходит его последняя книга «Лекции о пи-мезонах и нуклонах». Ферми был членом многих иностранных академий и научных обществ, в его честь назван сотый элемент таблицы Менделее­ва - фермий, его имя после кончины осталось в названиях ряда научных центров, в его трудах и в памяти многих людей.

В. И. Григорьев