从稚气小孩到科学巨人:费米
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奇妙的陀螺

不久,费米认识了一个新的伙伴,名叫恩里科·佩尔西科。说来也许是缘分,他俩名字恰好一样,都叫恩里科。佩尔西科曾经和朱里奥同过班,比费米大一岁,也是一名高才生。

新的友谊使费米从孤独中走出来,他变得活泼开朗了。他性格中潜在的那种不安分和调皮的因子,也是这时开始显露出来的。调皮、幽默、永远不知满足,外带随时冒出几个鬼点子来,让人防不胜防。到后来上大学时,费米常常和同伴们搞一些恶作剧,弄得学校里天翻地覆,那是后话了。

每逢星期三,费米和佩尔西科都要结伴到鲜花广场逛逛。他们像寻宝一样在书摊上转来转去,耐心地寻找有学术价值或是有趣的参考书。他们口袋里的零用钱有限,好钢必须用在刀刃上,一般的书他们是不会花钱买的。

两个少年爱书如宝,却不是书呆子,他们懂得理论必须与实践相结合。费米从小就喜欢动手做实验,那个曾让邻里所有孩子着迷的电动机,就是他和哥哥的杰作。

据说费米上中学时还是制造小型电动摩托车的行家。他用自己制造的一些简陋的仪器,进行了许多相当精确的实验。诸如测定罗马自来水的比重,测量地球的磁场,他还测出了罗马的重力加速度值。可惜这些实验的细节在费米的传记中没有留下记录。但可以肯定的是,这些实验都超出了课本的范围,而且达到同时代实验物理学的专业水平。

这些实践锻炼为费米将来的科研事业奠定了重要的基础。俗话说,处处留心皆学问。费米和佩尔西科还非常注意观察日常生活中的现象,从其他人司空见惯的事物中探寻出奥秘来。

那时的年轻人都喜欢玩陀螺,这是一种轻松愉快而且谁都会玩的游戏,费米和佩尔西科也经常玩。陀螺通常是木制的,启动时用绳子缠住螺身用力一拉,陀螺就在地上旋转起来。用力越大,陀螺旋转越快。看上去这是自然而然的事情,没有人觉得奇怪,也没有谁问一个为什么。

与大家不同的是,费米和佩尔西科注意到陀螺旋转时的一些奇特的现象。两人在娱乐中也不忘探索科学的奥秘,而且打破砂锅问到底,非找到结果不可。

“为什么陀螺在转速很快的时候能保持它的轴竖直朝上呢?”费米舞着绳鞭,不解地问。

“是呀,即使开始时轴是斜的,后来也会自动竖立起来,真怪!”佩尔西科也觉得不好理解。

“你瞧,”费米指着地上转速渐慢的陀螺,叫佩尔西科细看,“转速慢下来时它的轴变倾斜了。”

“的确。”佩尔西科的鹰勾鼻向前探着,嚷道,“老弟,你注意到没有,轴端的轨迹正好画出一个圆!”

费米凝视着陀螺的顶端,两眼闪闪发光:“真是一个圆!这太奇妙啦!”

一种探求陀螺之谜的冲动把两人完全征服了。

费米和佩尔西科决计用自己掌握的知识来解释陀螺运动轨迹的奥秘。这是一个很复杂的课题,远远超出了中学的知识范畴,但是他们毫不动摇。于是,陀螺成了两人生活中的头等大事。

在一段时间里,除了旋转的陀螺,仿佛世界上任何事情都与他们无关了。他们先是从力学出发来分析,后来发现中学教科书上的所有公式都解决不了这一高难问题。两人并不退缩,继续努力。最后费米终于找到一种模拟的方法,成功地解释了陀螺的运动轨迹。

不过他用的是一种比较初级的“笨办法”,演算字迹像小鬼画符,过程冗长,厚厚的一摞。如果他当时懂得大学里才教的动力学和高等数学的话,会少走许多弯路。不过这次攻坚的壮举,着实让两个小伙子高兴了好一阵,并且大大地增强了费米献身科学的决心和自信。

奇妙的陀螺成了他的科学向导。

有趣的是,还有一位大物理学家在少年时也把陀螺当作科学玩具来研究,他就是预见电磁波的英国科学家麦克斯韦。

麦克斯韦在爱丁堡读中学时也爱玩陀螺,不过他的玩法和其他人不一样。麦克斯韦在陀螺上面贴上不同搭配的色块,观察陀螺旋转时色彩的微妙变化。他的发现后来被应用到科研上。正是小小陀螺,其妙无穷!