費米地下室悖論

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點

關於費米悖論，我已經在這些頁面上寫了很多文章（例如這裡，或這裡，或這裡）。這個難題是，如果生命在宇宙中相當頻繁地出現，我們就會期望更聰明、技術更先進的變種有足夠的時間出現並打招呼。既然他們似乎沒有這樣做，我們就留下了一個巨大的不確定性：生命是否比我們可能認為的要稀有得多？是否有某種東西過濾掉了高等物種？還是我們遺漏了一些其他關鍵的見解？

但我有一個更私人的費米悖論需要思考。

我現在坐的地方，垂直距離大約100英尺，是恩里科·費米和他的同事們最早驗證鈾核裂變的地方。這是哥倫比亞大學的物理樓，普平樓——這裡也是天文學系和天體物理實驗室的所在地，我的非常普通、相當雜亂的辦公室就在這裡。

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普平樓見證了很多科學發展。物理學家 I. I. 拉比在這裡發現了核磁共振（現在已部署在世界各地的 MRI 機器中），氘是由哈羅德·尤里發現的，多年來還積累了許多其他貢獻。

但最富神話色彩的地方是地下室。那是電梯裡的“1”層——一種旨在迷惑外行人的編號方案，因為“5”層是您到達校園地面的出口。這是一張照片來驗證。

直到最近，地下室還是一個絕對的禁區。早在 1930 年代，這裡就安置了世界上最早的旋迴加速器之一，這是一個沉重的粒子加速器先驅。這臺三十噸重、七英尺高的金屬塊，由物理學家約翰·R·鄧寧建造，實際上是一塊巨大的電磁鐵。它可以將粒子加速到每小時 25,000 英里的螺旋路徑，然後將它們撞擊選定的目標。它還給這個地下領域留下了一些令人擔憂的輻射危害。

正是在這臺機器上，在 1939 年 1 月 25 日的晚上，在恩里科·費米、鄧寧和同事的領導下，親自證明了鈾核裂變可以釋放巨大的能量。後來他們證明了 U-235 同位素是主要罪魁禍首。

這是一個重要的時刻。科學家們知道，在戰時德國也做過類似的實驗，其含義非常明確。從這裡開始，費米將開始建造第一個人工裂變反應堆，並在 1942 年在芝加哥大學完成這項工作，當時“芝加哥 1 號堆”達到臨界狀態。曼哈頓計劃的種子就是從哥倫比亞大學的旋迴加速器播下的。

但這也是我自己的小費米悖論開始的地方。首先，似乎（根據各種說法，包括這一個）1 月 25 日恩里科·費米在哥倫比亞大學的地下室裡無處可尋。事實上，當時他正在華盛頓特區的一個物理學會議上玩得很開心。

而且，儘管這項實驗具有歷史意義，但今天您很難知道這裡發生過任何事情。我在這棟樓裡坐了 15 年多了，幾乎沒有想到它的亞原子遺產。到現在，地下室已經過翻新，改造成實驗室，隨意走過也看不到旋迴加速器或費米的任何痕跡。

這並非旨在批評任何人或任何機構。這只是一個非常有趣的觀察，即著名的恩里科·費米——以其對物理學的眾多貢獻以及他的地外“悖論”而聞名——自己幾乎沒有留下任何經過的痕跡。

我把這個問題留給您，親愛的讀者，去思考。