Gino Segrè, Bettina Hoerlin.The Pope of Physics: Enrico Fermi and the Birth of the Atomic Age. Picador, 2017. 384 pages.
Джино Сеґре і Бетіна Герлін. Папа фізики: Енріко Фермі та народження атомної ери
Найкраща книга року за версією «Блумберг»
Фіналіст книжки року часопису «Фізікс ворлд»
Лавреат Нобелівської премії Енріко Фермі, безперечно, належить до найвидатніших фізиків світу, найвідоміший італійський науковець з часів Ґалілея. Колеги називали його «Папою», його вважали непогрішним у своїх інстинктах та дослідженнях. Його відкриття змінили наш світ, вони привели до створення зброї масового знищення і, навпаки, до медичних застосувань, що рятують життя.
Цей скромний чоловік займався такими актуальними сьогодні питаннями, як загроза ядерного знищення та зв'язок науки з політикою. Рятуючись від фашизму та антисемітизму, Фермі став провідною фігурою в найсекретнішому проєкті Америки — створенні атомної бомби. Останній фізик, який опанував усі галузі цієї дисципліни, Фермі був рідкісним поєднанням теоретика та експериментатора. Його багата спадщина охоплює ключові досягнення в таких різноманітних галузях, як космічні промені, ядерні технології та ранні комп'ютери.
ВІДГУКИ
«Чудова біографія. ...[автори] підготували вичерпне дослідження життя і роботи Фермі». Ендрю Крамі, «Вол-стріт джорнел»
«[Папа фізики — це] перша популярна біографія англійською мовою від колиски до могили найвідомішого італійського науковця з часів Ґалілео Ґалілея... [Автори] швидко досягли мети, чітко розповівши про те, як Фермі, народившись 1901 року в сім'ї середнього класу в Римі, став одним з небагатьох фізиків, що були в перших рядах як у теорії, так і в експерименті». «Нейче»
«[Зворушлива нова біографія]...[Сеґре та Герлін] поєднали витончене розуміння наукових досягнень Фермі з інтимними, часто чарівними історіями особистого життя відомого фізика, створивши книжку, яка водночас розумна та надзвичайно захоплива... історію, сповнену драматизму, творчості, пригод». «Вашингтон пост»
«Автори Джино Сеґре, племінник колеги Фермі Еміліо Сеґре, та Бетіна Герлін, чий батько Герман Герлін був промисловим фізиком і керівником групи в Лос-Аламоській національній лабораторії, — чудові автори з глибоким розумінням особистостей, науки, історичного тла та місця, де відбувалася історія Фермі. Хоча книжка розповідає знайому історію, я буквально не міг відірватися від неї, як тільки почав читати... Я настійливо рекомендую «Папу фізики» всім, хто хоче дізнатися більше про Фермі або використати його приклад у навчанні». «Фізікс тудей»
«Якби Фермі прислухався до своєї інтуїції, цілком імовірно, що розщеплення було б відкрите в Італії на початку 1935 року, а не майже через чотири роки в Німеччині. Якби це було так, зазначають Сеґре і Герлін, цілком можливо, що Гітлер мав би атомну бомбу для використання під час Другої світової війни». Ґреґ Геркен, «Нью-Йорк таймз бук рів’ю».
Вибір редактора, «Нью-Йорк таймз бук рів’ю», 27 листопада 2016 року: ««Папа фізики: Енріко Фермі і народження атомної ери». Вірогідна та інформативна біографія першопрохідця в галузі ядерної енергетики».
«Цінна нова біографія». «Албукерке джорнел»
«Мало хто з авторів має кращі можливості, ніж цей дует, щоб висвітлити історію Фермі.... Поєднуючи сімейні перекази з інтенсивними дослідженнями, Сеґре і Герлін пропонують унікальне розуміння життя і роботи Фермі на тлі політики і перших років атомної ери». «Далас морніг ньюз»
[Інформативна біографія Фермі, якій також вдається поглибити відчуття тихої таємничості, що оточує легендарного фізика... Автори... заслуговують на подяку за те, що так вправно зобразили молодого Фермі на сторінках історії». «Ваєр»
«Фермі, який досяг успіху в багатьох сферах, ... протистоїть простій іконізації ... швидка і дуже читна розповідь, якій вдається вмістити багате і продуктивне життя Фермі на 300 з лишком сторінках....[a] бажана і захоплива біографія». “Начерел гісторі”.
«Автори Сеґре та Герлін тримають читача в напрузі завдяки деталям. Хочете побачити найжахливішу війну у світі крізь призму новітніх технологій? Спробуйте «Папу». Приємне читання як для науковця, так і для історика». «Едж медіе нетворк»
«Розмістивши приголомшливі наукові досягнення в історичному контексті, ця захоплива біографія лавреата Нобелівської премії італійського фізика Енріко Фермі (1901—1954) розповідає про життя і часи одного з найкреативніших і найпрацьовитіших науковців 20-го століття... Шанувальники науково-популярної літератури та історії дістануть неабияку насолоду від цієї цікавої та доступної біографії науковця, який заслуговує на те, щоб його краще зрозуміли». – «Паблішерз віклі», зіркова рецензія
«Яскрава біографія генія-іммігранта, який посів чільне місце серед еліти науковців, що спостерігали, як над пісками Нью-Мексико з'явилася перша на планеті грибна хмара... Досліджуючи дружбу Фермі, його шлюб та сімейне життя, а також його повоєнні занепокоєння щодо моралі в атомну епоху, автори також дають читачам змогу зазирнути в деякі особисті, ненаукові риси Фермі. Збалансований портрет, багатий на дотепні анекдоти». «Букліст», зіркова рецензія
«Враховуючи його роль у відкритті атомної ери, дивно, що до цього часу не було жодної великої біографії Фермі англійською мовою; «Папа фізики: Енріко Фермі і народження атомної ери»... чудово заповнює цю прогалину... На щастя, чіткі пояснення авторів гарантують, що читач зможе не тільки простежити за внеском Фермі в науку, але й зрозуміти його вплив на історію свого життя... Ця всеосяжна і приємна біографія — цінний вступ до життя Фермі». «Букпейдж»
«Автори використовують цю біографію життя Фермі — починаючи з університетських років, коли він занурився в нову галузь квантової фізики, і закінчуючи його власними новаторськими досягненнями — для захопливого літопису основних подій в ядерній фізиці, які були в центрі його життя.... Яскравий переказ подій, які й сьогодні формують наше життя». «Кіркус рів’юз»
«Читачам історії та фізики буде цікаво дізнатися про цього фізика-теоретика та фізика-експериментатора, чиє ім'я живе в частинках ферміонах, елементі фермії та Національній лабораторії пришвидшувачів поблизу Чикаго». «Лайбрері джорнел»
«Чудово написана. Це встановить золотий стандарт для книжок про Енріко Фермі». Мічіо Кайку, фізик-теоретик, автор книжок «Фізика майбутнього» та «Майбутнє розуму»
«Чудова і переконлива історія Енріко Фермі — героя для кожного, хто знає фізику... Завдяки своїй детальній науковості в поєднанні з глибоким аналізом, ця книжка, безсумнівно, була працею для душі для Сеґре і Герліна, чиї особисті та наукові зв'язки з Фермі роблять їх ідеальними біографами цієї великої людини». Лоренц М. Краус, автор книжок «Фізика “Зоряного шляху”» та «Всесвіт з нічого»
«У «Папі фізики», першій глибокій біографії Енріко Фермі, Сеґре та Герлін оживляють людину та її роботу за допомогою вичерпних досліджень та авторитетної прози». Сильвія Назар, авторка «Блискучого розуму»
«Ця чудово написана біографія Енріко Фермі показує нам цілу людину — обставини, які сформували його, його геній, його основний внесок у настання атомної ери та його людські якості». Джером Фрідмен, нобелівський лавреат і колишній аспірант Енріко Фермі
«Сеґре і Герлін майстерно внесли особисте тло, яке проливає світло на поведінку, що керувала рішеннями і мотиваціями Енріко Фермі, єдиного у своєму роді генія 20-го століття, — це переконлива історія». Найджел Локер, фізик-експериментатор і директор Національної лабораторії пришвидшувачів ім. Фермі
«В руках Сеґре та Герлін, збагачене свіжими матеріалами з його найближчого оточення, життя Фермі стає блискучим — і правдивим — історичним романом». Френк Вілчек, лавреат Нобелівської премії, фізик з Масачусетського інституту технологій, автор книжки «Прекрасне питання»
ЗМІСТ
Передмова: "Триніті"
Частина 1: ІТАЛІЯ, ПОЧАТОК
1. Родове коріння
2. Маленький сірничок (Il piccollo fiammifero)
3. Самостверджуючись: фізика і Піза
4. Студентські дні
5. Молодий протеже
6. Літо 1924 року
7. Флоренція
8. Квантові стрибки
9. Енріко і Лаура
ЧАСТИНА 2: УРИВКИ
10. Хлопці з вулиці Панісперни
11. Королівська академія
12. Перетин Атлантики
13. Бомбування ядра
14. Розпад
15. Нейтрон приходить до Рима
16. Злет і падіння хлопчиків
17. Переходи
18. Стокгольм кличе
ЧАСТИНА 3: ПРИВІТ, АМЕРИКО
19. Поділ
20. Новинні подорожі
21. Ланцюгова реакція
22. Перегони починаються
23. Нові американці
24. Сплячий велетень
25. В Чикаго
26. Критичний стіс (CP-1)
27. День народження атомної ери
ЧАСТИНА 4: АТОМНЕ МІСТО
28. Мангетенський проєкт: триногий стілець
29. Синьйор Фермі стає містером Фермером
30. "Сутінки богів"
31. Пагорб
32. "Немає прийнятної альтернативи"
33. Афтершок
34. До побачення, містере Фермере
ЧАСТИНА 5: ДІМ
35. Фізик з великої букви Ф
36. Метод Фермі
37. Супер
38. Повертаючись назад
39. Останній дар Італії (Ultimo Regale all'ltalia)
40. Прощання з Навігатором
Післямова
Примітки
Бібліографія
Подяки
Індекс
ПЕРЕДМОВА
ТРИНІТІ
16 липня 1945 року. Розвиднювалося неохоче, ранні промені ледь торкалися вершин довколишніх гірських піків. Сонце ніби відчувало, що його яскравість буде затьмарена. Група науковців, притулившись одне до одного, щоб захиститися від ранкового холоду, не зважала на погану погоду і зосередилася на сейсмічній події, яка ось-ось мала відбутися.
Відлік часу розпочався о 5:09:45 ранку. Якщо все піде за планом, рівно через двадцять хвилин вони переведуть перемикач, що спричинить вибух першої у світі атомної бомби. Напруга на майданчику, поки чекали, була відчутна. Земляний насип над дахом з бетонних плит, і все це підтримуване масивними дубовими балками, укріплював будівлю, в якій вони перебували. Розташоване за десять тисяч ярдів на південь від стофутової вежі з бомбою, укриття вважалося безпечним, незалежно від того, яким сильним може бути вибух у Граунд-Зеро (епіцентрі вибуху). До невеликої групи, яка працювала над проєктом «Триніті», як його називали, входили Джордж Кістяковський, керівник відділу вибухових речовин, Кенет Бейнбрідж, людина, що вибрала і побудувала це місце, і, звісно ж, Дж. Роберт Опенгаймер.
Генерал Леслі Ґровз, відчуваючи, що вони з Опенгаймером не повинні бути разом у разі катастрофи, трохи раніше сів у джип і поїхав на п'ять миль на південь до базового табору, залишивши за головного в бункері свого військового заступника. Більшість фізиків, які працювали над «Трініті», перебували на пагорбі Кампанії, приблизно за двадцять миль на північний захід від епіцентру. Дехто, зокрема Енріко Фермі та Еміліо Сеґре, були на десять миль ближче, в базовому таборі. Для їхнього захисту там були вириті неглибокі траншеї, але чи буде цього достатньо? Всі думали, що так, але якої сили буде вибух? Чи, може, він взагалі виявиться невдалим?
Кількома днями раніше старші фізики почали робити ставки на потужність вибуху; вступний внесок — один долар — поповнював банк. Ставка Кістяковського становила тисячу тонн у тротиловому еквіваленті, що було заниженою оцінкою, про що він дізнався, коли виліз на дах бункера після вибуху, але був збитий з ніг ударною хвилею, яка накрила його через кілька секунд після вибуху. Ганс Бете, керівник теоретичного відділу, говорив про вісім тисяч, тоді як стурбований Опенгаймер задовольнився скромними трьома сотнями.
Перемикач був переведений о 5:29:45. Багато хто записав свої враження від того, що сталося далі, — події, яку згодом описали як яскравішу за тисячу сонць. З базового табору, Ісидор Рабі згадував: «Раптом стався величезний спалах світла, найяскравіше світло, яке я коли-небудь бачив, або яке, думаю, будь-хто коли-небудь бачив. Воно вибухнуло, воно накинулося: воно пробило собі шлях прямо крізь тебе. Це було видовище, яке бачилося не тільки очима». Спалах був такий приголомшливо інтенсивний, що ірраціональні моменти страху були звичайним явищем. «На мить я подумав, що вибух може підпалити атмосферу і так покінчити із Землею, хоча я знав, що це неможливо», — згадував Сеґре.
Через кілька секунд, коли грибоподібна хмара почала підніматися в небо, ті, хто спостерігав за нею, намагалися збагнути значення того, що вони бачили. Опенгаймерові згадалися рядки зі священного писання Бгагавад Гіти: «Я став Смертю, руйнівником світів». Бейнбрідж висловився набагато прозаїчніше: «Тепер ми всі сучі діти».
Фермі, мабуть, був фізиком, найбільше відповідальним за подію, що змінила світ, яка щойно сталася в пустелі Нью-Мексико. Не збереглося жодного документа про те, про що він думав у той час. Але є записи про те, що Фермі робив. Якщо ви не знали його, це може здатися дивним, але всі знали, що він завжди діяв цілеспрямовано. Через кілька секунд після вибуху Фермі підвівся і почав рвати великий аркуш паперу на маленькі шматочки, а потім скидати їх з піднятої руки. Через сорок секунд, коли надійшов фронт ударної хвилі, шматочки в повітрі відлетіли на невелику відстань. Відмірявши відстань до місця, де вони впали, — близько восьми футів — він звірився з невеликою діаграмою, яку підготував заздалегідь. Незабаром після цього Фермі сказав оточенню, що він оцінив силу вибуху як приблизно еквівалентну десяти кілотоннам тротилу.
Через кілька годин Фермі заліз у спеціальний свинцевий бак і попрямував у бік епіцентру, щоб зібрати матеріал для ретельнішого оцінення того, що сталося. Детальні вимірювання зайняли близько тижня і виснувано, що потужність вибуху, яка відповідала двадцяти кілотоннам тротилу, була близька до оцінки, яку він зробив протягом хвилини після вибуху. Ніхто з фізиків не здивувався.
Падіння шматочків паперу незабаром стало ще однією класичною історією про Фермі, яка поповнила історію про те, як він міг за допомогою найпростіших засобів оцінити величину будь-якого фізичного явища. І, як завжди, він мав рацію. Його колеги в Римі жартували, що Фермі був непогрішний, як Папа Римський. Він рано дістав прізвисько «Папа фізики». І це прізвисько цілком заслужено зоставалося протягом усього життя Фермі.
Папа фізики: Енріко Фермі та народження атомної ери
Re: Папа фізики: Енріко Фермі та народження атомної ери
1
РОДОВЕ КОРІННЯ
Родове коріння Енріко Фермі можна простежити в долині найбільшої річки Італії — По, що бере свій початок у західних Альпах. Вона тече із заходу на схід, акуратно перетинаючи Північну Італію, і врешті-решт впадає в Адріатичне море. Протягом свого чотирьохсотмильного шляху вона постійно збільшується в об'ємі, живлячись річками, що стікають з Альп, а також тими, що народжуються в центральній частині Апенінського гірського ланцюга.
Паданська рівнина, що нею протікає По, сільськогосподарськи родюча та насичена культурно. Це також економічний центр Італії, завдяки великій промисловості, але й багатий на безліч малих підприємств, які пристосували давні традиції ремесел до вимог нової комерції. Турин, автомобільна батьківщина «фіату», розташований безпосередньо на річці. Далі за течією — Мілан, центр стилю і моди, він міститься трохи північніше, а Болонья, відома своїми кулінарними шедеврами, — звісно ж, трохи південніше. Венеція, архітектурне диво, стоїть недалеко від дельти, де По впадає в море. Це домінантні міста регіону, але є й ряд середніх міст зі своєю історією та інституціями.
Здебільшого це розмаїття походить від їхнього давнього заснування за часів Римської імперії, а іноді й раніше, з подальшою еволюцією за епохи Відродження в незалежні міста-держави. Те, що ми сьогодні називаємо Італією, країною, яка об'єдналася лише в 1870 році, незадовго до цього було не більше ніж солянкою з дрібних феодальних володінь, які ситуативно коливалися у своїй лояльності до більших європейських держав.
П'яченца, прабатьківщина Фермі, лежить посеред долини По. Вона має особливо приголомшливу ратушу тринадцятого століття, але місто здебільшого занедбане як туристичний об'єкт, бо лежить майже посередині трикутника, утвореного відомішими Пармою, Кремоною та Павією. Засноване римлянами у 218 році до н.е., поселення дістало назву Плаценція, від латинського placere, що означає «догоджати / тішити». Протягом наступних століть воно справді догоджало, але водночас зазнавало тих самих циклічних розграбувань і відбудов, що й його сусіди.
У 1545 році засноване герцогство Парми і П'яченци. За винятком короткої перерви під час нетривалого завоювання Наполеоном Північної Італії, герцогство контролювало регіон навколо цих двох міст аж до утворення сучасної Італії. Незадовго до цього місцева родина Фермі відійшла від обробітку землі. Чоловік, який став дідом Енріко, Стефано Фермі, пішов на державну службу і став адміністративним керівником невеликого муніципалітету, що прилягав до П'яченци.
Дід Енріко Фермі одружився з Джулією Берґонці, на тринадцять років молодшою за нього, і створив велику родину; їхній другий син, Альберто, одного дня стане батьком Енріко. Плинність національних ідентичностей, характерна для Італійського півострова в перші роки після народження Альберто в 1857 році, була така, що він з'явився на світ як підданий герцога Парми і П'яченци, через два роки став жителем вільної території Емілії, ще через рік — громадянином Сардинського королівства, і, нарешті, у віці чотирьох років став італійцем. І все це, не покидаючи околиць П'яченци.
У 1840-х роках батько Альберто, Стефано, оселився зі своєю дружиною в Каорсо, невеликому муніципалітеті, розташованому за вісім миль на схід від П'яченци. Їхнє життя було просте, зосереджене на сім'ї, роботі та церкві. Вони з дружиною Джулією майже напевно час від часу їздили до П'яченци, але, мабуть, не наважувалися заїхати аж так далеко, як до Кремони, бо хоча вона всього за вісім миль на захід від Каорсо, та, щоб туди дістатися, потрібно було перетнути По і в'їхати в іншу країну.
Ці кордони зникли в 1861 році з появою Королівства Італії. Стефано і Джулія сподівалися, що в цій новій країні, яка все ще була вкрай відсталою проти країн Північної Європи, з'являться можливості для розвитку. Промислова революція практично оминула півострів, і більшість італійських робітників або працювала на землі, як це було протягом століть, або займалася дрібною торгівлею. Транспорт також не надто відрізнявся від того, яким він був за часів Римської імперії, бо на всю країну припадало півтори тисячі з гаком кілометрів залізничних колій, майже всі на північ від річки По.
Освіта розглядалася як перший крок до самовдосконалення. Понад три чверті населення Італії все ще були функціонально неписьменні. Багато хто вмів трохи читати, але, як і бабуся Енріко Джулія, не навчився писати, не кажучи вже про розв'язання аритметичних задач, що виходили за рамки простого списку покупок.
Новосформований італійський уряд запровадив низку реформ, покликаних змінити такий стан речей. Інноваційний закон передбачав загальний вступ до початкової школи, починаючи з шестирічного віку. Відвідування перших чотирьох років було обов'язкове, хоча на практиці це правило часто порушувалося. Бідняки вважали розкішшю звільняти своїх дітей від роботи. Багаті навчали дітей вдома.
Стефано і Джулія, попри скромні статки, наполягали на тому, щоб їхні діти відвідували школу, а Альберто, який здавався найобдарованішим з них, просунувся далі початкової освіти. Але з огляду на фінансове становище сім'ї Фермі, про навчання в університеті ніколи не йшлося. Коли Альберто виповнилося шістнадцять років, його навчання в школі закінчилося, і настав час шукати роботу.
На той час Рим став столицею Італії. Місто та його околиці були незалежною державою під папським керуванням до 1870 року, коли Королівство Італія анексувало цю територію. Папа Пій IX оголосив цю окупацію насильницькою, несправедливою і нечинною. Відступивши до Ватикану, він відмовився визнати існування, а тим більше легітимність нової Італії.
Альберто Фермі, якому на той час було тринадцять років, мабуть, стежив за цією історією з великим інтересом. Його батьки, особливо мати, були ревні католики, але в нього вже тоді зародилися сумніви, які згодом перетворили його на агностика, якщо не атеїста.
Альберто знав, що йому доведеться покинути Каорсо, якщо він хоче досягти успіху у світі. На початку 1870-х років робота в компанії, яка будувала та управляла залізничними лініями, здавалася особливо цікавим вибором. На момент його народження в Італії було понад два десятки незалежних залізничних компаній, кожна з яких керувала окремими лініями. Багато з них були засновані за участю іноземного капіталу, що робило їх залежними від подій поза межами італійського контролю. Кожна з них намагалася максимізувати свої прибутки, не дбаючи про те, щоб сприяти формуванню національної ідентичності.
У віці двадцяти чотирьох років Альберто працював у компанії, яка керувала залізницями на півночі Італії, однією з чотирьох залізниць, що виникли внаслідок об’єднання. Після різних реорганізацій залізниця продовжувала наймати його аж до виходу на пенсію. У 1905 році він став державним службовцем італійських залізниць, націоналізованих і об'єднаних в єдину компанію «Феровіє дельо стато» (Ferrovie dello Stato).
Протягом усіх років роботи Альберто працював більше, ніж будь-хто інший, а організаторські здібності, наполегливість і природжений інтелект сприяли його постійному просуванню службовими сходами. Ці риси особистості дуже сильно вплинули на його єдиного сина, що вижив, Енріко.
Як і його батько, Альберто одружився лише в сорок один рік. Іда де Ґатіс була на чотирнадцять років молодша за нього. Дочка армійського офіцера, вона народилася в Барі, місті в Апулії, яке зазвичай називають п'ятою Італії. Іда рано осиротіла і виховувалася в родичів у Мілані. Як і Альберто, вона рішуче виступала за самодостатність і опору на власні сили. Вона почала викладати після трирічних курсів для вчителів початкової школи, її амбітний шлях був відносною рідкістю в той час, коли жінкам усе ще не рекомендували обирати професію.
Іда та Альберто були інтелігентні та кар'єрно мобільні. Вони не були культурні в традиційному розумінні цінування мистецтва, музики та літератури, хоча Альберто, досить мовчазний чоловік, як відомо, час від часу співав у себе вдома, коли голився або брав ванну. Його вибором майже завжди була арія Верді, можливо, тому, що композитор народився в Бусето, маленькому містечку, розташованому всього за кілька миль від П'яченци.
Коли Іда та Альберто одружилися, вони оселилися в Римі на вулиці Ґаети, що пролягала неподалік від центрального залізничного вокзалу. Їхнє помешкання було в одній із новобудов, що з'явилися за тридцять років після об'єднання Італії — період, за який населення міста зросло десь удвічі і сягнуло близько чотирьохсот тисяч осіб. Їхніми сусідами були такі ж самі люди, як і Фермі, високомобільні представники середнього класу, чоловіки яких зазвичай працювали в уряді або квазідержавних установах.
Сім'я Фермі прожила на вулиці Ґаети десять років, а потім у 1908 році переїхала до оселі неподалік. Трохи просторіша, але все ще далека від розкоші, вона не мала центрального опалення, а її ванна кімната — і це не незвично на той час — була обладнана лише зливальницею та унітазом. Купалися у двох цинкових ваннах, меншій для дітей і більшій на коліщатках для батьків. На той час Іда та Альберто мали трьох дітей. Марія народилася 1899 року, Джуліо — 1900-го, а Енріко — двадцять дев'ятого вересня 1901 року.
Близькість у віці дітей та бажання Іди продовжувати викладати привели до того, що Енріко влаштували у фермерську родину. Традиція мати годувальницю для немовлят існувала в Італії протягом століть, і зазвичай була прийнята лише у вищих класах. Молоду жінку, яка нещодавно народила, привозили із села, щоб вона годувала і доглядала за немовлям, живучи із сім'єю принаймні до того часу, поки дитину не відлучали від грудей.
Наприкінці дев'ятнадцятого століття для пар середнього класу, що жили у великих містах, стало звичним явищем протилежне: своїх дітей відправляти в сільську місцевість. Маючи трьох дітей менш ніж за три роки, Фермі зробили це з Енріко, наймолодшим з них. У той час поблизу Рима ще існували фермерські господарства, і було неважко знайти підхожу родину, яка погодилася б — звісно, за певну плату — взяти на кілька років маленького хлопчика до себе.
Дитячий психолог, розмірковуючи про те, до чого може призвести такий початок, міг би зробити висновок, що в дорослому віці людина буде або дуже самодостатня і контрольована, або надмірно нужденна і залежна. Енріко очевидно був прикладом першого.
Можна припустити, що сім'я фермера забезпечила йому любляче оточення і місце, де він міг спостерігати, досліджувати і насолоджуватися природою. Упевненість, яку випромінював Фермі, а також його любов до природи, можуть бути пов'язані з тими фермерськими роками. Проте біль розлуки з рідною сім'єю, мабуть, також вплинув на його розвиток, і, ймовірно, саме тому Фермі тримав емоції при собі і ніколи не скаржився. Так він навчився долати труднощі.
І ці навички прислужилися йому в подальшому житті.
2
МАЛЕНЬКИЙ СІРНИЧОК (IL PICCOLO FIAMMIFERO)
Сестра Енріко пам'ятає, що він був «маленький, смаглявий і кволий на вигляд», коли повернувся в сім'ю у віці двох з половиною років. Вона також згадує, як, напевно, схвильований раптовою появою всіх цих незнайомих людей, він одразу ж почав плакати, але мати сказала йому, щоб він «негайно припинив, бо в цьому домі неслухняних хлопчиків не терплять». Маленький Енріко перестав плакати. Але, як відомо, через незадоволеність, яку він тамував у собі, він час від часу спалахував люттю, за що дістав сімейне прізвисько Піколо Ф'яміферо (Маленький сірничок).
Лютість не терпіли так само, як і неохайний зовнішній вигляд. Можливо, у сільському середовищі правила були менш суворі. У міському ж мати, мабуть, наполягала б на тому, щоб його обличчя завжди було чисте, зупиняючись біля фонтанів, щоб умитися під час прогулянок. Попри суворість Альберто та Іди у вихованні дітей, сім'я Фермі, схоже, була дружня, з особливим зв'язком, що розвинувся між двома братами, Джуліо та Енріко, різниця у віці між якими становила лише рік.
Альберто та Іда просунулися у своїй кар'єрі, дарма що не мали університетських дипломів; але, як і багато батьків, які прагнуть кар'єрного росту, вони хотіли більшого для своїх дітей. Всі троє дітей, завдяки поєднанню природних здібностей і самодисципліни, перейнятої від батьків, досягли успіхів у навчанні, кожен з них постійно був найкращий у своєму класі.
На початку двадцятого століття навчальна програма гімназії все ще була зорієнтована на класичну освіту, з акцентом на латинській та італійській літературі, а в останні п'ять років додавалася грецька мова. Математика, історія та природничі науки також викладали, але їх вважали другорядними. Зокрема, від учня, який готувався до випускного іспиту, так званої матурити, очікували, що він практично напам'ять знатиме «Божественну комедію» Данте, національний літературний скарб Італії. Фермі мало цікавився музикою чи образотворчим мистецтвом, але любов до поезії, і не лише до Данте, в нього залишилася. У довгих походах іноді можна було почути, як він декламує собі під ніс вірші, вивчені в юності.
Марію, яка згодом стала вчителькою літератури в середній школі, приваблював гуманітарний бік навчання. Натомість Джуліо та Енріко більше цікавилися наукою або принаймні технічними навичками, яких вони набували, конструюючи моделі та маленькі електродвигуни.
Перше визнання, що Енріко був винятковий, відбулося невдовзі після того, як йому виповнилося тринадцять років. Альберто Фермі, якому було близько шістдесяти, продовжував зростати у своїй професії і став головним інспектором у Міністерстві морських і залізничних шляхів. Офіси міністерства розташовувалися в будівлі за милю з лишком від оселі Фермі, і Енріко почав зустрічати батька біля дверей цього будинку після роботи і йти з ним додому пішки. Адольфо Амідей, тридцятисемирічний інженер, який працював у тому ж офісі, що й батько Енріко, часто приєднувався до них на частину шляху, бо його оселя була в тому ж напрямку, що й їхня.
Коли Енріко дізнався, що Амідей цікавиться математикою, він поставив йому кілька запитань з геометрії, на які його батько не зміг відповісти. Щоб допомогти синові свого колеги, Амідей позичив Енріко підручник з геометрії. Хлопчик швидко розв'язав задачі, що містилися в ній, деякі з яких навіть Амідей не зміг розв'язати. Вражений Амідей поцікавився у свого старшого колеги, чи відзначав хто-небудь ще здібності і кмітливість його сина. Альберто розповів йому, що Енріко завжди добре вчився в школі, але ніхто з його вчителів не помічав нічого незвичайного.
Приблизно в той самий час, на початку січня 1915 року, сім'ю спіткала трагедія. У Джуліо розвинувся абсцес горла, який заважав йому дихати — не рідкісний наслідок важкої інфекції мигдалин. Сьогодні його лікують великими дозами антибіотиків, що зазвичай дає змогу уникнути хірургічного втручання. Стандартна процедура в 1915 році полягала в розрізанні та дренуванні абсцесу під місцевою анестезією. Цю операцію провели Джуліо в клініці, його мати і сестра чекали, щоб забрати його додому після того, як дія анестезії закінчиться. Але в Джуліо виникла різка побічна реакція на введення наркозу, він зазнав анафілактичного шоку і помер на операційному столі.
Сім'я була пригнічена горем. Альберто став ще мовчазнішим, а Іда впала в глибоку депресію; Джуліо, сердечніший і товариськіший, ніж Енріко, був її улюбленцем. Напади невтішного плачу Іди тривали годинами, і вона була не в змозі допомогти полегшити біль інших. Енріко залишився горювати сам. Щоб довести собі, що він не повністю пригнічений, через тиждень він свідомо пройшов повз клініку, де помер його брат. Це був яскравий приклад ранньої потреби Фермі в емоційному контролі.
Одним зі способів заповнити травматичну і болісну для серця порожнечу для тринадцятирічного Енріко була наполеглива праця. Амідей, розуміючи самотність хлопчика і його прагнення до навчання, намагався робити все, що міг, продовжуючи давати йому книги; що більше він це робив, то більше вражався розумом і ретельністю Енріко. Коли Амідей якось запитав свого юного протеже, чи не хоче той залишити собі книжку з математики, яку він йому позичив, то почув відповідь, що в цьому немає потреби, бо він досконало засвоїв матеріал. Як неодноразово повторювали протягом подальших сорока років, «коли Фермі щось знав, то знав це по-справжньому».
Ще одним дорогоцінним бальзамом для Енріко стало те, що однокласник Джуліо став його близьким другом. Енріко Персіко поділяв його інтереси до науки та конструювання механічних об'єктів. Незабаром вони почали робити довгі прогулянки разом, обговорюючи свої спільні мрії. П'ятнадцять років потому обидва Енріко стануть першими двома професорами теоретичної фізики в Італії. А майже сорок років потому вони все ще гулятимуть разом і ділитимуться мріями.
Юний Фермі, ненаситний у своєму прагненні дізнатися більше про науку, знайшов свою першу справжню книгу з фізики на римській площі Кампо дей Фіорі (буквально — Поле квітів). Ця площа, розташована між Тибром і руїнами театру Помпея, де вбито Цезаря, і сьогодні залишається одним з найжвавіших районів Рима. Тепер це популярний продуктовий ринок просто неба, за часів дитинства Енріко тут два дні на тиждень торгували кіньми, а раз на тиждень працювали лотки, де можна було придбати нові та старі книги. Здебільшого це були романи або — адже це був Рим — богословські трактати. Іноді можна було знайти щось іще.
Одного дня наприкінці 1915 року обидва Енріко переглядали колекції в Кампо. Фермі взяв до рук двотомник на дев'ятсот сторінок під назвою «Елементи математичної фізики» («Elementorum Physicae Mathematica»). Це був підручник з математичної фізики, який написав у 1830-х роках священник на ім'я Андреа Карафа, що викладав природничі науки і математику в Римському коледжі, університеті, заснованому в шістнадцятому столітті орденом єзуїтів. Після понад чотирьох років інтенсивного вивчення мови Енріко не мав жодної проблеми з латинським текстом. У будь-якому разі, всі рівняння були універсальною мовою математики.
Придбавши книгу на свої кишенькові гроші, Енріко ретельно вивчав її протягом тижнів, роблячи нотатки, коли виникали запитання. Предметом вивчення Карафи була фізика початку дев'ятнадцятого століття, головно механіка небесного руху та хвильова теорія. Математика, яку використовував Карафа, могла б стати нездоланною перешкодою, якби Енріко не вивчав цей предмет самостійно за книжками, які позичав Амідей. Фермі був не лише єдиним генієм фізики двадцятого століття, який був повністю самоуком, але й, безперечно, єдиним, чиє перше знайомство з предметом відбулося завдяки книзі латинською мовою.
У шістнадцять Енріко пропустив останній рік навчання в середній школі. Настав час замислитися над тим, що буде далі. Очевидно, очікувалося, що Енріко, який збирався вступати до університету, залишиться вдома, бо італійські університети не мають гуртожитків. Але Амідей відчував, що його юний протеже дістане багато користі, перебуваючи подалі від гнітючої атмосфери, яка панувала в домі Фермі після смерті Джуліо.
Амідей знову відігравав важливу роль у розвитку Фермі. Він був знайомий з елітним навчальним закладом у Пізі, Вищою нормальною школою (Scuola Normale Superiore). До її невеликого вступного класу, що налічував близько сорока студентів, приймали за конкурсом. Амідей був упевнений, що Енріко досягне успіху. А що школа надавала кімнату та харчування для своїх новоспечених студентів, то додаткового фінансового навантаження на сім'ю Фермі не було б. Заняття були переважно великими лекціями, що читалися в Пізанському університеті, але в школі можна було б дістати додатковий нагляд та вказівки. Така можливість збагатила б Енріко як інтелектуально, так і емоційно.
Обережно запитавши Енріко, чи хотів би він там бути, Амідей дістав захоплену відповідь. Далі він попрямував до батьків хлопчика. Вони не погоджувалися, особливо Іда, яка відчувала, що втратить другого сина. Але Амідей довідно переконав її та Альберто в перевагах для Енріко. Він підкреслив, що навчання у провідному виші Італії, який закінчили багато найвідоміших науковців, політичних діячів і письменників країни, відчинить перед ним багато дверей. Іда та Альберто врешті-решт погодилися дозволити йому подати заяву на вступ.
Амідей також заохочував Енріко вивчати німецьку мову. Хлопчик вивчав французьку мову, що було частиною звичайної шкільної програми, але все більше наукової літератури з'являлося німецькою, і знання цієї мови стало б Енріко в пригоді. Це була цікава, хоча й непопулярна пропозиція, бо Італія перебувала у стані війни з Австрією та Німеччиною.
Коли в серпні 1914 року розпочалася Перша світова війна, Італія спочатку вирішила зберегти нейтралітет. Це, ймовірно, було б наймудрішою політикою, яку можна було б продовжувати, і населення загалом підтримувало її. Однак навесні 1915 року італійський прем'єр-міністр розпочав таємні переговори з французами та британцями про вступ у війну на їхньому боці. З цією метою він підбурював громадську думку, і в травні 1915 року Італія оголосила війну Австрії. Італійська армія зазнала низки поразок, кульмінацією яких став жовтень 1917 року. В останні тижні війни італійській армії вдалося здобути значну перемогу над деморалізованою австрійською армією.
На щастя, Енріко Фермі був ще занадто молодий, щоб його призвали до армії. Менш ніж за два тижні після підписання перемир'я він склав вступний іспит до нормальної школи.
3
САМОСТВЕРДЖУЮЧИСЬ: ФІЗИКА ТА ПІЗА
Хоча Енріко Фермі був чудовим студентом-математиком, він обрав фізику як сферу свого навчання. Однією з причин була його схильність з дитинства до проведення експериментів і захоплення необхідними для них приладами. Його інтерес до науки почався з моделей і маленьких двигунів, які він будував разом з братом. Після смерті Джуліо він продовжив у тому ж дусі з Персіко, іншим Енріко. Поступово вони взялися до складніших справ: точних вимірювань пришвидшення сили тяжіння, густини води та рівня атмосферного тиску.
Частково вони працювали в Римському метеорологічному інституті — центрі, з яким Фермі був знайомий, бо директором був його шкільний учитель природничих наук, людина, яка допомагала йому та Персіко будувати барометри. У бібліотеці центру Фермі знайшов ще одну важливу книгу, товстішу і сучаснішу, ніж та, яку він вишукав на Кампо дей Фіорі. Цього разу мовою фоліанта була французька, а не латина.
Чотиритомний енциклопедичний трактат з фізики на п'ять тисяч сторінок був тоді популярним у всій Європі. Його написав російський фізик Орест Хвольсон і перекладений був кількома мовами, але не італійською. Охоплюючи фізичні явища, а також найсучасніші прилади, він напрочуд ґрунтовний навіть за сьогоднішніми стандартами. Влітку 1918 року Фермі пришвидшено вивчав Хвольсона, що заклало фундамент його дивовижного володіння кожним аспектом класичної фізики. У листах до Персіко він описував, як прочитував понад сотню сторінок книги на день, пропускаючи великі розділи матеріалу, з яким уже був знайомий.
Наприкінці серпня, коли Фермі виповнилося сімнадцять років, з'явилося оголошення про вступні іспити до нормальної школи, які проходили чотири дні поспіль, починаючи з 28 жовтня. Очікувалося, що кілька сотень кандидатів подадуть заявки на кілька десятків вільних місць у всіх галузях. Жменька потенційних майбутніх математиків і фізиків змогла б вступити до університету. Прийняття Фермі до школи, попри віру Амідея в нього, не було наперед вирішене.
Іспити були широкі. Перші три дні — восьмигодинні письмові іспити, а четвертий — усний. Кандидатів на фізико-математичні спеціальності перевіряли на знання алгебри, геометрії та фізики, кожного дня на іспиті пропонували одну задачу та один твір на тему, яку кандидати не знали заздалегідь.
Вступні іспити до школи були відкладені на невизначений термін через епідемію грипу. Атмосфера в Римі тієї осені, і без того похмура через війну, стала ще похмурішою. Однак на початку листопада кількість хворих на грип зменшилася, війна, здавалося, наближалася до завершення, і розпочинався новий навчальний рік. Рішення про відтермінування скасували і іспит перенесли на 12 листопада. Хоча на той час організатори не могли знати, що перемир'я підпишуть днем раніше.
Перші два дні іспитів Фермі провів блискуче, але саме його робота на третій день стала причиною того, що його назвали юним генієм. Тема есе з фізики була «Відмінні характеристики звуку та їх причини». Природно для початку було розглянути, як вібрація струни приводить до поширення звукових хвиль у повітрі. Фермі продемонстрував свою майстерність, вийшовши далеко за межі цього сценарію. Він взявся до набагато складнішої проблеми: як вібрації стрижня, прикріпленого до стіни, генерують звукові хвилі.
Фермі вивів рівняння, що описує рух стрижня, і віртуозно взявся до його розв'язання. Це було есе, яке важко уявити, щоб і талановитий аспірант міг написати. Немислимо було побачити його з-під пера гімназиста-самоучки.
Головою комісії з трьох осіб, яка проводила іспити в Римі, був Джуліо Пітарелі, видатний професор геометрії в Римському університеті. Пітарелі, людина, яка навряд чи порушила б академічні традиції, добре знав, що спілкування з учнями-конкурентами не схвалюється доти, доки іспити не закінчаться, а нормальна школа не вирішить, кого прийняти, а кого ні. Однак він не зміг стриматися. Він був такий вражений есе Енріко, що викликав його до свого кабінету.
Тремтячи від прохання одного з екзаменаторів побачитися з ним наодинці, Фермі увійшов до тьмяно освітленої кімнати. Хлопчик, якому щойно виповнилося сімнадцять, постав перед шістдесятишестирічним професором і був підданий серії запитань. Переконавшись, що Фермі зрозумів усе, що він написав, Пітарелі повідомив, що його неодмінно приймуть. Неможливо уявити, що будь-який інший кандидат міг би зробити те ж саме. Пітарелі також додав, що за сорок років викладання він ніколи не зустрічав такого обдарованого учня.
Це стало величезним стимулом для впевненості Фермі у власних силах. Ні батьки, ні шкільні вчителі не вважали, що в ньому є щось справді виняткове. Амідей так вважав, але він був другом сім'ї і скромною людиною, а не тим, хто міг порівнювати його з іншими майбутніми науковцями. Натомість Пітарелі вже давно мав справу з видатними студентами і був університетським професором. Він дуже хвалив його, за що Фермі завжди буде йому вдячний.
Екзаменаційна комісія присудила Фермі найвищі оцінки за всі іспити. Вона одноголосно рекомендувала його до вступу в школу. Фермі був радий розпочати новий етап життя — і зробити це на батьківщині Ґалілея. Це місто було колискою фізики, де великий майстер народився, навчався і розпочав свою викладацьку кар'єру. Ґалілей вивів закони руху, вимірюючи періоди коливань маятника в соборі і спостерігаючи за предметами, що падали з Пізанської вежі. Предмет фізики був створений за його образом і подобою: експериментуй, спостерігай і роби висновки.
Коли Фермі прибув до Пізи на початку грудня 1918 року, це було досить сонне місто з 65 000 мешканців, що мало ознаки славної історії, але не більше. Університет існував протягом століть, так само як і пов'язана з ним нормальна школа. Фермі проїхав чотиригодинним потягом з Рима до Пізи, зійшовши на станції холодного, але сонячного дня з двома валізами — однією з одягом, іншою з кількома книжками та речами для своєї кімнати. Десятихвилинна прогулянка привела його до річки Арно, меншої, ніж він собі уявляв. Перейшовши через неї мостом Понте ді Мецо, він потрапив до середньовічної частини міста із залишками старих мурів. Коротка прогулянка вздовж Борго Стрето незабаром привела його до славетної площі Кавалерів, площі, на якій стояв Палацо деля Карована шістнадцятого століття, в якому розміщувалася школа.
Портьє показав Енріко його кімнату. З неї відкривався чудовий вигляд на площу і вдалині — на Пізанську вежу. Як і інші кімнати для сорока студентів, вона була маленька і чернеча. У ній було лише ліжко, стіл, стілець, поличка та умивальник. Не було ні гарячої води, ні опалення, окрім переносної керамічної жаровні, яку можна було наповнити розпеченим вугіллям. Енріко не вважав це труднощами, бо це було те, до чого він звик у Римі. У дитинстві він навчався ввечері, сидячи на долонях, щоб зігріти їх, і перегортаючи сторінки кінчиком язика.
Персіко, який пішов традиційнішим шляхом — вступив до університету в Римі — за кілька днів отримав листівку від свого друга. У ній Фермі зізнався, що на початку навчання відчував тугу за домом, додавши, що швидко її подолав: «У перші дні нового життя я був трохи пригнічений. Однак тепер усе минуло, і я повністю відновив свій самоконтроль». Він завжди міг довіритися Персіко в задушевнішій формі. Персіко був майже братом, якого він втратив, і їхня близькість, сильна в підлітковому та ранньому двадцятирічному віці, збережеться протягом усього життя Фермі.
Фермі був одним із небагатьох студентів-фізиків у Пізі. На той час ця наука не тішилася великою популярністю в Італії, і, здавалося, ніхто не помічав значних успіхів, досягнутих у цій галузі в інших країнах. Як Фермі з’ясує протягом наступних двох років, він був єдиною людиною в Пізі, яка мала справжнє розуміння — не кажучи вже про оцінювання — Планкового введення кванта 1900 року, загальної теорії відносності Альберта Айнштайна та моделі атома Нільса Бора 1913 року. Фізику в Італії вважали суто експериментальним предметом і викладали відповідно, з акцентом на явищах, придатних для простих демонстрацій у класі.
На противагу цьому, математика міцно утвердилася в країні. Найкращі італійські дослідники в цій галузі, дуже сучасні, часто і плідно обмінювалися досвідом з колегами з-за кордону і навчали своїх студентів найновіших досягнень. Пріоритет математики був відображений у розподілі університетських професорських посад. У Пізі було п'ять математичних катедр, тоді як фізика мала лише одну. Рим був єдиним італійським університетом з більш ніж одним професором фізики — тут їх було два. Університетські курси математичної фізики пропонувалися, але вони в основному зосереджувалися на використанні фізичних явищ, таких як рух планет, для аналізу математичних структур.
Самотній пізанський професор фізики Луїджі Пучанті, віку близько сорока років, був доброю, привітною людиною. У молодості він провів кілька помітних досліджень, достатніх для того, щоб дістати призначення в Пізі. Відтоді він відмовився від досліджень, обмежившись викладацькою діяльністю з асистентом, який закінчив школу лише роком раніше. Було мало шансів, що хтось із них зможе чогось навчити Фермі, але принаймні вони не сприймали його явну перевагу як загрозу власному становищу. Навпаки, в наступні роки Пучанті та асистент часто просили його пояснити питання сучасної фізики, які їм було важко зрозуміти. Вони також цінували той факт, що Фермі обрав фізику, а не математику, як шлях до кар'єри. Коли хтось такий талановитий обирає їхню дисципліну, це підтверджує важливість предмета.
Закономірно виникає питання: як Фермі вивчив усю сучасну фізику того часу? Він робив це так само, як готувався до вступу до нормальної школи: вивчаючи відповідні книги. За перші два роки навчання в Пізі він прочитав і повністю засвоїв сучасні тексти французькою, німецькою та англійською мовами. Серед них — «Теорія вихорів» Пуанкаре, «Атомна будова і спектроскопія» Зоммрфельда, «Радіоактивні речовини та їхнє випромінювання» Резерфорда та деякі інші. Крім того, він почав знайомитися зі свіжими основними журналами, зокрема з німецьким «Цайтшрифт фюр фізік» («Zeitschrift für Physik»), що передплачувала університетська бібліотека. Маючи знання німецької мови, Фермі був, мабуть, єдиний у Пізі, хто це читав.
Після того як Фермі засвоював зміст прочитаного, він акуратно занотовував те, що вважав важливою частиною складної аргументації, часто лише кілька рівнянь з анотаціями, у маленькі блокнотики. Ця звичка, що збереглася в нього на все життя, давала змогу йому запам'ятовувати ключові поняття способом, який здавався дивовижним. Серед найзворушливіших — його підліткові зошити, заповнені формулами і вправами, складені ще до того, як він вступив до нормальної школи, які тепер зберігаються в колекції Ґалілейського дому (Domus Galileiana) в Пізі.
Старанно навчаючись у школі, Фермі, на щастя, знайшов друга, з яким міг весело проводити час. За винятком серйозних, хоча й близьких стосунків з Персіко, в його житті не вистачало елементу юнацьких пустощів і товариських стосунків. На щастя, він знайшов його в Пізі.
РОДОВЕ КОРІННЯ
Родове коріння Енріко Фермі можна простежити в долині найбільшої річки Італії — По, що бере свій початок у західних Альпах. Вона тече із заходу на схід, акуратно перетинаючи Північну Італію, і врешті-решт впадає в Адріатичне море. Протягом свого чотирьохсотмильного шляху вона постійно збільшується в об'ємі, живлячись річками, що стікають з Альп, а також тими, що народжуються в центральній частині Апенінського гірського ланцюга.
Паданська рівнина, що нею протікає По, сільськогосподарськи родюча та насичена культурно. Це також економічний центр Італії, завдяки великій промисловості, але й багатий на безліч малих підприємств, які пристосували давні традиції ремесел до вимог нової комерції. Турин, автомобільна батьківщина «фіату», розташований безпосередньо на річці. Далі за течією — Мілан, центр стилю і моди, він міститься трохи північніше, а Болонья, відома своїми кулінарними шедеврами, — звісно ж, трохи південніше. Венеція, архітектурне диво, стоїть недалеко від дельти, де По впадає в море. Це домінантні міста регіону, але є й ряд середніх міст зі своєю історією та інституціями.
Здебільшого це розмаїття походить від їхнього давнього заснування за часів Римської імперії, а іноді й раніше, з подальшою еволюцією за епохи Відродження в незалежні міста-держави. Те, що ми сьогодні називаємо Італією, країною, яка об'єдналася лише в 1870 році, незадовго до цього було не більше ніж солянкою з дрібних феодальних володінь, які ситуативно коливалися у своїй лояльності до більших європейських держав.
П'яченца, прабатьківщина Фермі, лежить посеред долини По. Вона має особливо приголомшливу ратушу тринадцятого століття, але місто здебільшого занедбане як туристичний об'єкт, бо лежить майже посередині трикутника, утвореного відомішими Пармою, Кремоною та Павією. Засноване римлянами у 218 році до н.е., поселення дістало назву Плаценція, від латинського placere, що означає «догоджати / тішити». Протягом наступних століть воно справді догоджало, але водночас зазнавало тих самих циклічних розграбувань і відбудов, що й його сусіди.
У 1545 році засноване герцогство Парми і П'яченци. За винятком короткої перерви під час нетривалого завоювання Наполеоном Північної Італії, герцогство контролювало регіон навколо цих двох міст аж до утворення сучасної Італії. Незадовго до цього місцева родина Фермі відійшла від обробітку землі. Чоловік, який став дідом Енріко, Стефано Фермі, пішов на державну службу і став адміністративним керівником невеликого муніципалітету, що прилягав до П'яченци.
Дід Енріко Фермі одружився з Джулією Берґонці, на тринадцять років молодшою за нього, і створив велику родину; їхній другий син, Альберто, одного дня стане батьком Енріко. Плинність національних ідентичностей, характерна для Італійського півострова в перші роки після народження Альберто в 1857 році, була така, що він з'явився на світ як підданий герцога Парми і П'яченци, через два роки став жителем вільної території Емілії, ще через рік — громадянином Сардинського королівства, і, нарешті, у віці чотирьох років став італійцем. І все це, не покидаючи околиць П'яченци.
У 1840-х роках батько Альберто, Стефано, оселився зі своєю дружиною в Каорсо, невеликому муніципалітеті, розташованому за вісім миль на схід від П'яченци. Їхнє життя було просте, зосереджене на сім'ї, роботі та церкві. Вони з дружиною Джулією майже напевно час від часу їздили до П'яченци, але, мабуть, не наважувалися заїхати аж так далеко, як до Кремони, бо хоча вона всього за вісім миль на захід від Каорсо, та, щоб туди дістатися, потрібно було перетнути По і в'їхати в іншу країну.
Ці кордони зникли в 1861 році з появою Королівства Італії. Стефано і Джулія сподівалися, що в цій новій країні, яка все ще була вкрай відсталою проти країн Північної Європи, з'являться можливості для розвитку. Промислова революція практично оминула півострів, і більшість італійських робітників або працювала на землі, як це було протягом століть, або займалася дрібною торгівлею. Транспорт також не надто відрізнявся від того, яким він був за часів Римської імперії, бо на всю країну припадало півтори тисячі з гаком кілометрів залізничних колій, майже всі на північ від річки По.
Освіта розглядалася як перший крок до самовдосконалення. Понад три чверті населення Італії все ще були функціонально неписьменні. Багато хто вмів трохи читати, але, як і бабуся Енріко Джулія, не навчився писати, не кажучи вже про розв'язання аритметичних задач, що виходили за рамки простого списку покупок.
Новосформований італійський уряд запровадив низку реформ, покликаних змінити такий стан речей. Інноваційний закон передбачав загальний вступ до початкової школи, починаючи з шестирічного віку. Відвідування перших чотирьох років було обов'язкове, хоча на практиці це правило часто порушувалося. Бідняки вважали розкішшю звільняти своїх дітей від роботи. Багаті навчали дітей вдома.
Стефано і Джулія, попри скромні статки, наполягали на тому, щоб їхні діти відвідували школу, а Альберто, який здавався найобдарованішим з них, просунувся далі початкової освіти. Але з огляду на фінансове становище сім'ї Фермі, про навчання в університеті ніколи не йшлося. Коли Альберто виповнилося шістнадцять років, його навчання в школі закінчилося, і настав час шукати роботу.
На той час Рим став столицею Італії. Місто та його околиці були незалежною державою під папським керуванням до 1870 року, коли Королівство Італія анексувало цю територію. Папа Пій IX оголосив цю окупацію насильницькою, несправедливою і нечинною. Відступивши до Ватикану, він відмовився визнати існування, а тим більше легітимність нової Італії.
Альберто Фермі, якому на той час було тринадцять років, мабуть, стежив за цією історією з великим інтересом. Його батьки, особливо мати, були ревні католики, але в нього вже тоді зародилися сумніви, які згодом перетворили його на агностика, якщо не атеїста.
Альберто знав, що йому доведеться покинути Каорсо, якщо він хоче досягти успіху у світі. На початку 1870-х років робота в компанії, яка будувала та управляла залізничними лініями, здавалася особливо цікавим вибором. На момент його народження в Італії було понад два десятки незалежних залізничних компаній, кожна з яких керувала окремими лініями. Багато з них були засновані за участю іноземного капіталу, що робило їх залежними від подій поза межами італійського контролю. Кожна з них намагалася максимізувати свої прибутки, не дбаючи про те, щоб сприяти формуванню національної ідентичності.
У віці двадцяти чотирьох років Альберто працював у компанії, яка керувала залізницями на півночі Італії, однією з чотирьох залізниць, що виникли внаслідок об’єднання. Після різних реорганізацій залізниця продовжувала наймати його аж до виходу на пенсію. У 1905 році він став державним службовцем італійських залізниць, націоналізованих і об'єднаних в єдину компанію «Феровіє дельо стато» (Ferrovie dello Stato).
Протягом усіх років роботи Альберто працював більше, ніж будь-хто інший, а організаторські здібності, наполегливість і природжений інтелект сприяли його постійному просуванню службовими сходами. Ці риси особистості дуже сильно вплинули на його єдиного сина, що вижив, Енріко.
Як і його батько, Альберто одружився лише в сорок один рік. Іда де Ґатіс була на чотирнадцять років молодша за нього. Дочка армійського офіцера, вона народилася в Барі, місті в Апулії, яке зазвичай називають п'ятою Італії. Іда рано осиротіла і виховувалася в родичів у Мілані. Як і Альберто, вона рішуче виступала за самодостатність і опору на власні сили. Вона почала викладати після трирічних курсів для вчителів початкової школи, її амбітний шлях був відносною рідкістю в той час, коли жінкам усе ще не рекомендували обирати професію.
Іда та Альберто були інтелігентні та кар'єрно мобільні. Вони не були культурні в традиційному розумінні цінування мистецтва, музики та літератури, хоча Альберто, досить мовчазний чоловік, як відомо, час від часу співав у себе вдома, коли голився або брав ванну. Його вибором майже завжди була арія Верді, можливо, тому, що композитор народився в Бусето, маленькому містечку, розташованому всього за кілька миль від П'яченци.
Коли Іда та Альберто одружилися, вони оселилися в Римі на вулиці Ґаети, що пролягала неподалік від центрального залізничного вокзалу. Їхнє помешкання було в одній із новобудов, що з'явилися за тридцять років після об'єднання Італії — період, за який населення міста зросло десь удвічі і сягнуло близько чотирьохсот тисяч осіб. Їхніми сусідами були такі ж самі люди, як і Фермі, високомобільні представники середнього класу, чоловіки яких зазвичай працювали в уряді або квазідержавних установах.
Сім'я Фермі прожила на вулиці Ґаети десять років, а потім у 1908 році переїхала до оселі неподалік. Трохи просторіша, але все ще далека від розкоші, вона не мала центрального опалення, а її ванна кімната — і це не незвично на той час — була обладнана лише зливальницею та унітазом. Купалися у двох цинкових ваннах, меншій для дітей і більшій на коліщатках для батьків. На той час Іда та Альберто мали трьох дітей. Марія народилася 1899 року, Джуліо — 1900-го, а Енріко — двадцять дев'ятого вересня 1901 року.
Близькість у віці дітей та бажання Іди продовжувати викладати привели до того, що Енріко влаштували у фермерську родину. Традиція мати годувальницю для немовлят існувала в Італії протягом століть, і зазвичай була прийнята лише у вищих класах. Молоду жінку, яка нещодавно народила, привозили із села, щоб вона годувала і доглядала за немовлям, живучи із сім'єю принаймні до того часу, поки дитину не відлучали від грудей.
Наприкінці дев'ятнадцятого століття для пар середнього класу, що жили у великих містах, стало звичним явищем протилежне: своїх дітей відправляти в сільську місцевість. Маючи трьох дітей менш ніж за три роки, Фермі зробили це з Енріко, наймолодшим з них. У той час поблизу Рима ще існували фермерські господарства, і було неважко знайти підхожу родину, яка погодилася б — звісно, за певну плату — взяти на кілька років маленького хлопчика до себе.
Дитячий психолог, розмірковуючи про те, до чого може призвести такий початок, міг би зробити висновок, що в дорослому віці людина буде або дуже самодостатня і контрольована, або надмірно нужденна і залежна. Енріко очевидно був прикладом першого.
Можна припустити, що сім'я фермера забезпечила йому любляче оточення і місце, де він міг спостерігати, досліджувати і насолоджуватися природою. Упевненість, яку випромінював Фермі, а також його любов до природи, можуть бути пов'язані з тими фермерськими роками. Проте біль розлуки з рідною сім'єю, мабуть, також вплинув на його розвиток, і, ймовірно, саме тому Фермі тримав емоції при собі і ніколи не скаржився. Так він навчився долати труднощі.
І ці навички прислужилися йому в подальшому житті.
2
МАЛЕНЬКИЙ СІРНИЧОК (IL PICCOLO FIAMMIFERO)
Сестра Енріко пам'ятає, що він був «маленький, смаглявий і кволий на вигляд», коли повернувся в сім'ю у віці двох з половиною років. Вона також згадує, як, напевно, схвильований раптовою появою всіх цих незнайомих людей, він одразу ж почав плакати, але мати сказала йому, щоб він «негайно припинив, бо в цьому домі неслухняних хлопчиків не терплять». Маленький Енріко перестав плакати. Але, як відомо, через незадоволеність, яку він тамував у собі, він час від часу спалахував люттю, за що дістав сімейне прізвисько Піколо Ф'яміферо (Маленький сірничок).
Лютість не терпіли так само, як і неохайний зовнішній вигляд. Можливо, у сільському середовищі правила були менш суворі. У міському ж мати, мабуть, наполягала б на тому, щоб його обличчя завжди було чисте, зупиняючись біля фонтанів, щоб умитися під час прогулянок. Попри суворість Альберто та Іди у вихованні дітей, сім'я Фермі, схоже, була дружня, з особливим зв'язком, що розвинувся між двома братами, Джуліо та Енріко, різниця у віці між якими становила лише рік.
Альберто та Іда просунулися у своїй кар'єрі, дарма що не мали університетських дипломів; але, як і багато батьків, які прагнуть кар'єрного росту, вони хотіли більшого для своїх дітей. Всі троє дітей, завдяки поєднанню природних здібностей і самодисципліни, перейнятої від батьків, досягли успіхів у навчанні, кожен з них постійно був найкращий у своєму класі.
На початку двадцятого століття навчальна програма гімназії все ще була зорієнтована на класичну освіту, з акцентом на латинській та італійській літературі, а в останні п'ять років додавалася грецька мова. Математика, історія та природничі науки також викладали, але їх вважали другорядними. Зокрема, від учня, який готувався до випускного іспиту, так званої матурити, очікували, що він практично напам'ять знатиме «Божественну комедію» Данте, національний літературний скарб Італії. Фермі мало цікавився музикою чи образотворчим мистецтвом, але любов до поезії, і не лише до Данте, в нього залишилася. У довгих походах іноді можна було почути, як він декламує собі під ніс вірші, вивчені в юності.
Марію, яка згодом стала вчителькою літератури в середній школі, приваблював гуманітарний бік навчання. Натомість Джуліо та Енріко більше цікавилися наукою або принаймні технічними навичками, яких вони набували, конструюючи моделі та маленькі електродвигуни.
Перше визнання, що Енріко був винятковий, відбулося невдовзі після того, як йому виповнилося тринадцять років. Альберто Фермі, якому було близько шістдесяти, продовжував зростати у своїй професії і став головним інспектором у Міністерстві морських і залізничних шляхів. Офіси міністерства розташовувалися в будівлі за милю з лишком від оселі Фермі, і Енріко почав зустрічати батька біля дверей цього будинку після роботи і йти з ним додому пішки. Адольфо Амідей, тридцятисемирічний інженер, який працював у тому ж офісі, що й батько Енріко, часто приєднувався до них на частину шляху, бо його оселя була в тому ж напрямку, що й їхня.
Коли Енріко дізнався, що Амідей цікавиться математикою, він поставив йому кілька запитань з геометрії, на які його батько не зміг відповісти. Щоб допомогти синові свого колеги, Амідей позичив Енріко підручник з геометрії. Хлопчик швидко розв'язав задачі, що містилися в ній, деякі з яких навіть Амідей не зміг розв'язати. Вражений Амідей поцікавився у свого старшого колеги, чи відзначав хто-небудь ще здібності і кмітливість його сина. Альберто розповів йому, що Енріко завжди добре вчився в школі, але ніхто з його вчителів не помічав нічого незвичайного.
Приблизно в той самий час, на початку січня 1915 року, сім'ю спіткала трагедія. У Джуліо розвинувся абсцес горла, який заважав йому дихати — не рідкісний наслідок важкої інфекції мигдалин. Сьогодні його лікують великими дозами антибіотиків, що зазвичай дає змогу уникнути хірургічного втручання. Стандартна процедура в 1915 році полягала в розрізанні та дренуванні абсцесу під місцевою анестезією. Цю операцію провели Джуліо в клініці, його мати і сестра чекали, щоб забрати його додому після того, як дія анестезії закінчиться. Але в Джуліо виникла різка побічна реакція на введення наркозу, він зазнав анафілактичного шоку і помер на операційному столі.
Сім'я була пригнічена горем. Альберто став ще мовчазнішим, а Іда впала в глибоку депресію; Джуліо, сердечніший і товариськіший, ніж Енріко, був її улюбленцем. Напади невтішного плачу Іди тривали годинами, і вона була не в змозі допомогти полегшити біль інших. Енріко залишився горювати сам. Щоб довести собі, що він не повністю пригнічений, через тиждень він свідомо пройшов повз клініку, де помер його брат. Це був яскравий приклад ранньої потреби Фермі в емоційному контролі.
Одним зі способів заповнити травматичну і болісну для серця порожнечу для тринадцятирічного Енріко була наполеглива праця. Амідей, розуміючи самотність хлопчика і його прагнення до навчання, намагався робити все, що міг, продовжуючи давати йому книги; що більше він це робив, то більше вражався розумом і ретельністю Енріко. Коли Амідей якось запитав свого юного протеже, чи не хоче той залишити собі книжку з математики, яку він йому позичив, то почув відповідь, що в цьому немає потреби, бо він досконало засвоїв матеріал. Як неодноразово повторювали протягом подальших сорока років, «коли Фермі щось знав, то знав це по-справжньому».
Ще одним дорогоцінним бальзамом для Енріко стало те, що однокласник Джуліо став його близьким другом. Енріко Персіко поділяв його інтереси до науки та конструювання механічних об'єктів. Незабаром вони почали робити довгі прогулянки разом, обговорюючи свої спільні мрії. П'ятнадцять років потому обидва Енріко стануть першими двома професорами теоретичної фізики в Італії. А майже сорок років потому вони все ще гулятимуть разом і ділитимуться мріями.
Юний Фермі, ненаситний у своєму прагненні дізнатися більше про науку, знайшов свою першу справжню книгу з фізики на римській площі Кампо дей Фіорі (буквально — Поле квітів). Ця площа, розташована між Тибром і руїнами театру Помпея, де вбито Цезаря, і сьогодні залишається одним з найжвавіших районів Рима. Тепер це популярний продуктовий ринок просто неба, за часів дитинства Енріко тут два дні на тиждень торгували кіньми, а раз на тиждень працювали лотки, де можна було придбати нові та старі книги. Здебільшого це були романи або — адже це був Рим — богословські трактати. Іноді можна було знайти щось іще.
Одного дня наприкінці 1915 року обидва Енріко переглядали колекції в Кампо. Фермі взяв до рук двотомник на дев'ятсот сторінок під назвою «Елементи математичної фізики» («Elementorum Physicae Mathematica»). Це був підручник з математичної фізики, який написав у 1830-х роках священник на ім'я Андреа Карафа, що викладав природничі науки і математику в Римському коледжі, університеті, заснованому в шістнадцятому столітті орденом єзуїтів. Після понад чотирьох років інтенсивного вивчення мови Енріко не мав жодної проблеми з латинським текстом. У будь-якому разі, всі рівняння були універсальною мовою математики.
Придбавши книгу на свої кишенькові гроші, Енріко ретельно вивчав її протягом тижнів, роблячи нотатки, коли виникали запитання. Предметом вивчення Карафи була фізика початку дев'ятнадцятого століття, головно механіка небесного руху та хвильова теорія. Математика, яку використовував Карафа, могла б стати нездоланною перешкодою, якби Енріко не вивчав цей предмет самостійно за книжками, які позичав Амідей. Фермі був не лише єдиним генієм фізики двадцятого століття, який був повністю самоуком, але й, безперечно, єдиним, чиє перше знайомство з предметом відбулося завдяки книзі латинською мовою.
У шістнадцять Енріко пропустив останній рік навчання в середній школі. Настав час замислитися над тим, що буде далі. Очевидно, очікувалося, що Енріко, який збирався вступати до університету, залишиться вдома, бо італійські університети не мають гуртожитків. Але Амідей відчував, що його юний протеже дістане багато користі, перебуваючи подалі від гнітючої атмосфери, яка панувала в домі Фермі після смерті Джуліо.
Амідей знову відігравав важливу роль у розвитку Фермі. Він був знайомий з елітним навчальним закладом у Пізі, Вищою нормальною школою (Scuola Normale Superiore). До її невеликого вступного класу, що налічував близько сорока студентів, приймали за конкурсом. Амідей був упевнений, що Енріко досягне успіху. А що школа надавала кімнату та харчування для своїх новоспечених студентів, то додаткового фінансового навантаження на сім'ю Фермі не було б. Заняття були переважно великими лекціями, що читалися в Пізанському університеті, але в школі можна було б дістати додатковий нагляд та вказівки. Така можливість збагатила б Енріко як інтелектуально, так і емоційно.
Обережно запитавши Енріко, чи хотів би він там бути, Амідей дістав захоплену відповідь. Далі він попрямував до батьків хлопчика. Вони не погоджувалися, особливо Іда, яка відчувала, що втратить другого сина. Але Амідей довідно переконав її та Альберто в перевагах для Енріко. Він підкреслив, що навчання у провідному виші Італії, який закінчили багато найвідоміших науковців, політичних діячів і письменників країни, відчинить перед ним багато дверей. Іда та Альберто врешті-решт погодилися дозволити йому подати заяву на вступ.
Амідей також заохочував Енріко вивчати німецьку мову. Хлопчик вивчав французьку мову, що було частиною звичайної шкільної програми, але все більше наукової літератури з'являлося німецькою, і знання цієї мови стало б Енріко в пригоді. Це була цікава, хоча й непопулярна пропозиція, бо Італія перебувала у стані війни з Австрією та Німеччиною.
Коли в серпні 1914 року розпочалася Перша світова війна, Італія спочатку вирішила зберегти нейтралітет. Це, ймовірно, було б наймудрішою політикою, яку можна було б продовжувати, і населення загалом підтримувало її. Однак навесні 1915 року італійський прем'єр-міністр розпочав таємні переговори з французами та британцями про вступ у війну на їхньому боці. З цією метою він підбурював громадську думку, і в травні 1915 року Італія оголосила війну Австрії. Італійська армія зазнала низки поразок, кульмінацією яких став жовтень 1917 року. В останні тижні війни італійській армії вдалося здобути значну перемогу над деморалізованою австрійською армією.
На щастя, Енріко Фермі був ще занадто молодий, щоб його призвали до армії. Менш ніж за два тижні після підписання перемир'я він склав вступний іспит до нормальної школи.
3
САМОСТВЕРДЖУЮЧИСЬ: ФІЗИКА ТА ПІЗА
Хоча Енріко Фермі був чудовим студентом-математиком, він обрав фізику як сферу свого навчання. Однією з причин була його схильність з дитинства до проведення експериментів і захоплення необхідними для них приладами. Його інтерес до науки почався з моделей і маленьких двигунів, які він будував разом з братом. Після смерті Джуліо він продовжив у тому ж дусі з Персіко, іншим Енріко. Поступово вони взялися до складніших справ: точних вимірювань пришвидшення сили тяжіння, густини води та рівня атмосферного тиску.
Частково вони працювали в Римському метеорологічному інституті — центрі, з яким Фермі був знайомий, бо директором був його шкільний учитель природничих наук, людина, яка допомагала йому та Персіко будувати барометри. У бібліотеці центру Фермі знайшов ще одну важливу книгу, товстішу і сучаснішу, ніж та, яку він вишукав на Кампо дей Фіорі. Цього разу мовою фоліанта була французька, а не латина.
Чотиритомний енциклопедичний трактат з фізики на п'ять тисяч сторінок був тоді популярним у всій Європі. Його написав російський фізик Орест Хвольсон і перекладений був кількома мовами, але не італійською. Охоплюючи фізичні явища, а також найсучасніші прилади, він напрочуд ґрунтовний навіть за сьогоднішніми стандартами. Влітку 1918 року Фермі пришвидшено вивчав Хвольсона, що заклало фундамент його дивовижного володіння кожним аспектом класичної фізики. У листах до Персіко він описував, як прочитував понад сотню сторінок книги на день, пропускаючи великі розділи матеріалу, з яким уже був знайомий.
Наприкінці серпня, коли Фермі виповнилося сімнадцять років, з'явилося оголошення про вступні іспити до нормальної школи, які проходили чотири дні поспіль, починаючи з 28 жовтня. Очікувалося, що кілька сотень кандидатів подадуть заявки на кілька десятків вільних місць у всіх галузях. Жменька потенційних майбутніх математиків і фізиків змогла б вступити до університету. Прийняття Фермі до школи, попри віру Амідея в нього, не було наперед вирішене.
Іспити були широкі. Перші три дні — восьмигодинні письмові іспити, а четвертий — усний. Кандидатів на фізико-математичні спеціальності перевіряли на знання алгебри, геометрії та фізики, кожного дня на іспиті пропонували одну задачу та один твір на тему, яку кандидати не знали заздалегідь.
Вступні іспити до школи були відкладені на невизначений термін через епідемію грипу. Атмосфера в Римі тієї осені, і без того похмура через війну, стала ще похмурішою. Однак на початку листопада кількість хворих на грип зменшилася, війна, здавалося, наближалася до завершення, і розпочинався новий навчальний рік. Рішення про відтермінування скасували і іспит перенесли на 12 листопада. Хоча на той час організатори не могли знати, що перемир'я підпишуть днем раніше.
Перші два дні іспитів Фермі провів блискуче, але саме його робота на третій день стала причиною того, що його назвали юним генієм. Тема есе з фізики була «Відмінні характеристики звуку та їх причини». Природно для початку було розглянути, як вібрація струни приводить до поширення звукових хвиль у повітрі. Фермі продемонстрував свою майстерність, вийшовши далеко за межі цього сценарію. Він взявся до набагато складнішої проблеми: як вібрації стрижня, прикріпленого до стіни, генерують звукові хвилі.
Фермі вивів рівняння, що описує рух стрижня, і віртуозно взявся до його розв'язання. Це було есе, яке важко уявити, щоб і талановитий аспірант міг написати. Немислимо було побачити його з-під пера гімназиста-самоучки.
Головою комісії з трьох осіб, яка проводила іспити в Римі, був Джуліо Пітарелі, видатний професор геометрії в Римському університеті. Пітарелі, людина, яка навряд чи порушила б академічні традиції, добре знав, що спілкування з учнями-конкурентами не схвалюється доти, доки іспити не закінчаться, а нормальна школа не вирішить, кого прийняти, а кого ні. Однак він не зміг стриматися. Він був такий вражений есе Енріко, що викликав його до свого кабінету.
Тремтячи від прохання одного з екзаменаторів побачитися з ним наодинці, Фермі увійшов до тьмяно освітленої кімнати. Хлопчик, якому щойно виповнилося сімнадцять, постав перед шістдесятишестирічним професором і був підданий серії запитань. Переконавшись, що Фермі зрозумів усе, що він написав, Пітарелі повідомив, що його неодмінно приймуть. Неможливо уявити, що будь-який інший кандидат міг би зробити те ж саме. Пітарелі також додав, що за сорок років викладання він ніколи не зустрічав такого обдарованого учня.
Це стало величезним стимулом для впевненості Фермі у власних силах. Ні батьки, ні шкільні вчителі не вважали, що в ньому є щось справді виняткове. Амідей так вважав, але він був другом сім'ї і скромною людиною, а не тим, хто міг порівнювати його з іншими майбутніми науковцями. Натомість Пітарелі вже давно мав справу з видатними студентами і був університетським професором. Він дуже хвалив його, за що Фермі завжди буде йому вдячний.
Екзаменаційна комісія присудила Фермі найвищі оцінки за всі іспити. Вона одноголосно рекомендувала його до вступу в школу. Фермі був радий розпочати новий етап життя — і зробити це на батьківщині Ґалілея. Це місто було колискою фізики, де великий майстер народився, навчався і розпочав свою викладацьку кар'єру. Ґалілей вивів закони руху, вимірюючи періоди коливань маятника в соборі і спостерігаючи за предметами, що падали з Пізанської вежі. Предмет фізики був створений за його образом і подобою: експериментуй, спостерігай і роби висновки.
Коли Фермі прибув до Пізи на початку грудня 1918 року, це було досить сонне місто з 65 000 мешканців, що мало ознаки славної історії, але не більше. Університет існував протягом століть, так само як і пов'язана з ним нормальна школа. Фермі проїхав чотиригодинним потягом з Рима до Пізи, зійшовши на станції холодного, але сонячного дня з двома валізами — однією з одягом, іншою з кількома книжками та речами для своєї кімнати. Десятихвилинна прогулянка привела його до річки Арно, меншої, ніж він собі уявляв. Перейшовши через неї мостом Понте ді Мецо, він потрапив до середньовічної частини міста із залишками старих мурів. Коротка прогулянка вздовж Борго Стрето незабаром привела його до славетної площі Кавалерів, площі, на якій стояв Палацо деля Карована шістнадцятого століття, в якому розміщувалася школа.
Портьє показав Енріко його кімнату. З неї відкривався чудовий вигляд на площу і вдалині — на Пізанську вежу. Як і інші кімнати для сорока студентів, вона була маленька і чернеча. У ній було лише ліжко, стіл, стілець, поличка та умивальник. Не було ні гарячої води, ні опалення, окрім переносної керамічної жаровні, яку можна було наповнити розпеченим вугіллям. Енріко не вважав це труднощами, бо це було те, до чого він звик у Римі. У дитинстві він навчався ввечері, сидячи на долонях, щоб зігріти їх, і перегортаючи сторінки кінчиком язика.
Персіко, який пішов традиційнішим шляхом — вступив до університету в Римі — за кілька днів отримав листівку від свого друга. У ній Фермі зізнався, що на початку навчання відчував тугу за домом, додавши, що швидко її подолав: «У перші дні нового життя я був трохи пригнічений. Однак тепер усе минуло, і я повністю відновив свій самоконтроль». Він завжди міг довіритися Персіко в задушевнішій формі. Персіко був майже братом, якого він втратив, і їхня близькість, сильна в підлітковому та ранньому двадцятирічному віці, збережеться протягом усього життя Фермі.
Фермі був одним із небагатьох студентів-фізиків у Пізі. На той час ця наука не тішилася великою популярністю в Італії, і, здавалося, ніхто не помічав значних успіхів, досягнутих у цій галузі в інших країнах. Як Фермі з’ясує протягом наступних двох років, він був єдиною людиною в Пізі, яка мала справжнє розуміння — не кажучи вже про оцінювання — Планкового введення кванта 1900 року, загальної теорії відносності Альберта Айнштайна та моделі атома Нільса Бора 1913 року. Фізику в Італії вважали суто експериментальним предметом і викладали відповідно, з акцентом на явищах, придатних для простих демонстрацій у класі.
На противагу цьому, математика міцно утвердилася в країні. Найкращі італійські дослідники в цій галузі, дуже сучасні, часто і плідно обмінювалися досвідом з колегами з-за кордону і навчали своїх студентів найновіших досягнень. Пріоритет математики був відображений у розподілі університетських професорських посад. У Пізі було п'ять математичних катедр, тоді як фізика мала лише одну. Рим був єдиним італійським університетом з більш ніж одним професором фізики — тут їх було два. Університетські курси математичної фізики пропонувалися, але вони в основному зосереджувалися на використанні фізичних явищ, таких як рух планет, для аналізу математичних структур.
Самотній пізанський професор фізики Луїджі Пучанті, віку близько сорока років, був доброю, привітною людиною. У молодості він провів кілька помітних досліджень, достатніх для того, щоб дістати призначення в Пізі. Відтоді він відмовився від досліджень, обмежившись викладацькою діяльністю з асистентом, який закінчив школу лише роком раніше. Було мало шансів, що хтось із них зможе чогось навчити Фермі, але принаймні вони не сприймали його явну перевагу як загрозу власному становищу. Навпаки, в наступні роки Пучанті та асистент часто просили його пояснити питання сучасної фізики, які їм було важко зрозуміти. Вони також цінували той факт, що Фермі обрав фізику, а не математику, як шлях до кар'єри. Коли хтось такий талановитий обирає їхню дисципліну, це підтверджує важливість предмета.
Закономірно виникає питання: як Фермі вивчив усю сучасну фізику того часу? Він робив це так само, як готувався до вступу до нормальної школи: вивчаючи відповідні книги. За перші два роки навчання в Пізі він прочитав і повністю засвоїв сучасні тексти французькою, німецькою та англійською мовами. Серед них — «Теорія вихорів» Пуанкаре, «Атомна будова і спектроскопія» Зоммрфельда, «Радіоактивні речовини та їхнє випромінювання» Резерфорда та деякі інші. Крім того, він почав знайомитися зі свіжими основними журналами, зокрема з німецьким «Цайтшрифт фюр фізік» («Zeitschrift für Physik»), що передплачувала університетська бібліотека. Маючи знання німецької мови, Фермі був, мабуть, єдиний у Пізі, хто це читав.
Після того як Фермі засвоював зміст прочитаного, він акуратно занотовував те, що вважав важливою частиною складної аргументації, часто лише кілька рівнянь з анотаціями, у маленькі блокнотики. Ця звичка, що збереглася в нього на все життя, давала змогу йому запам'ятовувати ключові поняття способом, який здавався дивовижним. Серед найзворушливіших — його підліткові зошити, заповнені формулами і вправами, складені ще до того, як він вступив до нормальної школи, які тепер зберігаються в колекції Ґалілейського дому (Domus Galileiana) в Пізі.
Старанно навчаючись у школі, Фермі, на щастя, знайшов друга, з яким міг весело проводити час. За винятком серйозних, хоча й близьких стосунків з Персіко, в його житті не вистачало елементу юнацьких пустощів і товариських стосунків. На щастя, він знайшов його в Пізі.
Востаннє редагувалось Сер травня 28, 2025 4:48 pm користувачем Кувалда, всього редагувалось 1 раз.
Re: Папа фізики: Енріко Фермі та народження атомної ери
проста неба
так само, як
чудовий вид?
обширні
Одним із способів - зі ?
початку ХХ століття - кирилиця в XX
20-го століття
так само, як
чудовий вид?
обширні
Одним із способів - зі ?
початку ХХ століття - кирилиця в XX
20-го століття