费米地下室悖论

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

关于费米悖论，我已经在这些页面上写了很多文章（例如这里，或这里，或这里）。这个难题是，如果生命在宇宙中相当频繁地出现，我们就会期望更聪明、技术更先进的变种有足够的时间出现并打招呼。既然他们似乎没有这样做，我们就留下了一个巨大的不确定性：生命是否比我们可能认为的要稀有得多？是否有某种东西过滤掉了高等物种？还是我们遗漏了一些其他关键的见解？

但我有一个更私人的费米悖论需要思考。

我现在坐的地方，垂直距离大约100英尺，是恩里科·费米和他的同事们最早验证铀核裂变的地方。这是哥伦比亚大学的物理楼，普平楼——这里也是天文学系和天体物理实验室的所在地，我的非常普通、相当杂乱的办公室就在这里。

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普平楼见证了很多科学发展。物理学家 I. I. 拉比在这里发现了核磁共振（现在已部署在世界各地的 MRI 机器中），氘是由哈罗德·尤里发现的，多年来还积累了许多其他贡献。

但最富神话色彩的地方是地下室。那是电梯里的“1”层——一种旨在迷惑外行人的编号方案，因为“5”层是您到达校园地面的出口。这是一张照片来验证。

直到最近，地下室还是一个绝对的禁区。早在 1930 年代，这里就安置了世界上最早的旋回加速器之一，这是一个沉重的粒子加速器先驱。这台三十吨重、七英尺高的金属块，由物理学家约翰·R·邓宁建造，实际上是一块巨大的电磁铁。它可以将粒子加速到每小时 25,000 英里的螺旋路径，然后将它们撞击选定的目标。它还给这个地下领域留下了一些令人担忧的辐射危害。

正是在这台机器上，在 1939 年 1 月 25 日的晚上，在恩里科·费米、邓宁和同事的领导下，亲自证明了铀核裂变可以释放巨大的能量。后来他们证明了 U-235 同位素是主要罪魁祸首。

这是一个重要的时刻。科学家们知道，在战时德国也做过类似的实验，其含义非常明确。从这里开始，费米将开始建造第一个人工裂变反应堆，并在 1942 年在芝加哥大学完成这项工作，当时“芝加哥 1 号堆”达到临界状态。曼哈顿计划的种子就是从哥伦比亚大学的旋回加速器播下的。

但这也是我自己的小费米悖论开始的地方。首先，似乎（根据各种说法，包括这一个）1 月 25 日恩里科·费米在哥伦比亚大学的地下室里无处可寻。事实上，当时他正在华盛顿特区的一个物理学会议上玩得很开心。

而且，尽管这项实验具有历史意义，但今天您很难知道这里发生过任何事情。我在这栋楼里坐了 15 年多了，几乎没有想到它的亚原子遗产。到现在，地下室已经过翻新，改造成实验室，随意走过也看不到旋回加速器或费米的任何痕迹。

这并非旨在批评任何人或任何机构。这只是一个非常有趣的观察，即著名的恩里科·费米——以其对物理学的众多贡献以及他的地外“悖论”而闻名——自己几乎没有留下任何经过的痕迹。

我把这个问题留给您，亲爱的读者，去思考。