李政道:费米在芝加哥大学留下的记忆|中国科学报( 三 )


我记得当时他说过 , 这确实是一个非常好的论文题目 。 他向我解释 。 我考虑了大约有一到两个星期 。 之后 , 他问起我想清楚了没有 , 我说 , 还没有进展 。 在费米已经完成的工作基础上 , 我无能开辟一条新的道路 。 后来 , 我明白了 , 真正的困难来自于这个问题的复杂性 , 它不像费米电子气那样简单 , 它与强耦合介质有关 。
费米教授很有耐心 , 他说“这是有点棘手 。 这样吧 , 我们互换个角色如何?”
他说 , 总是有些物理问题困惑他 , 他想寻求答案并且学到更多东西 。 他建议我给他讲课 。 我说 , 我会全力以赴 。
在那时 , 费米主要是做实验 。 当他录取我为他的学生时 , 我是他唯一的理论学生 。 当我首次提出请求时 , 他说他不想带任何理论学生的 。 因为当时他没有在理论方面做工作 , 他正在建造粒子回旋加速器 。 他正在测量中子——电子相互作用 , 等等 。 之后 , 他说 , 好啊 , 他收下了我 。 但是看上去 , 这个学生有点挑剔 。
他要我读文献 , 然后给他上课 。 所以 , 我们每星期会面一次 , 一起度过一个下午 。 我去他的实验室去找到他 , 然后我们一起去他的办公室 。 通常 , 我们会讨论他在上星期提出的一个题目 。 那时候 , 他对天体物理学感兴趣 , 如 , 质子与星星碰撞的问题 , 与宇宙线的关联 。
一开始 , 他问我太阳中心温度是多少 。 我给了他一个报告:说约一千万度左右 。 他问我是否自己核算过 。 我说 , 这里有光强和核心内因对流引起的能量产生的两个关联方程 , 所以比较复杂 。 当时 , 他再一次问我 , 你怎么知道这答案是正确的 。 我写出了方程 , 给他演示了能量转换的规律与温度的3.5次方成正比 。 而能量产生与温度的大约16次方成正比 。 费米说:你不能依靠别人的计算结果 , 你必须自己核准 , 才能接受 。
费米建议 , 我们也许可以制造一个计算尺来查验一下 。 他帮助我制作了一个长6英尺的计算尺来解题;我还保存有与计算尺一起照的照片 。 他做了木匠活 , 我刻制并且摄影放大了log尺度的标尺 。 当我们制作出来后 , 马上就计算出来了 , 也许就花了一个小时 。 我之所以描述这些情节 , 就是想说明他是一位极卓越的老师 , 当时(1948年) , 费米早已被公认为物理泰斗 , 而我仅是由中国来美国不久的青年学生 。 可是费米老师不惜时间和精力 , 引导我 , 教育我 。

李政道:费米在芝加哥大学留下的记忆|中国科学报

文章插图

费米带着李政道制作了一把可以计算太阳内部温度的计算尺 。 计算尺六、七英尺长 , 很壮观 。 这个世界顶级的科学家为此花去整整一周的时间 。 他以此告诉李政道 , “不应盲目接受别人的结论” 。
现在回到我的论文题目 。 我们开始了研究白矮星这个题目和钱德拉塞卡(Chandrasekhar)的工作 。 当年 , 钱德拉塞卡极限并不是现在公认的1.4个太阳质量 , 而是4倍或者更大 。 当时并不清楚白矮星的内部组成 , 不清楚是氢、氦还是其他更重的核子组成的 。 这就会改变电子和核子数的比例 。 引力作用在核子上 , 但是抵抗塌缩的压力来自于电子 。 所以问题依赖与电子数和核子数之比(实际上是比的平方) 。
当年有一篇马尔夏克(Marshak)的文章(他正与贝特〈Bethe〉合作) , 这篇文章称最可能的组成成分是氢 。 思路是这样的 , 因为白矮星的密度很高 , 从星球的核心到表面的热流会非常的快 , 假如白矮星的核心温度很低 , 这就会使燃料燃烧变慢 。 这也是伽莫夫(Gamow)的想法 。 他们声称 , 白矮星是星球的诞生 , 白矮星可能完全是氢核子组成 。


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