六、在美国

1939 年 1 月，费米一家来到美国，两个星期后，他们迎来了著名的物理学家尼尔斯·玻尔教授，并一直与他保持着密切的联系。在从斯德哥尔摩到美国来的路上，费米曾在哥本哈根停留过。在那里，他们大部分的时间都是在玻尔教授美丽而幽静的别墅中度过。别墅位于近郊，是一位啤酒制造商送给玻尔教授终身使用的。

到了美国以后，费米才得以安下心来继续他的科学研究。在 1934 年费米

在罗马所进行的实验中，曾用中性电子来撞击铀，似乎产生了第 93 种元素。这种新元素的是否存在曾引起冗长的辩论而无结果。人为辐射物质的数量极小，不能用一般的化学方法来加以分析，一些物理学家和化学家便努力发展特别的技术来解决这个问题，而最有成绩的是柏林德皇威廉化学学院的几位工作者：化学家奥托·汉因，弗列兹·斯脱拉斯曼和女物理学家李赛·达特纳。达特纳本来是犹太人，但因她出生于奥地利，所以在纳粹统治的第一年中，她还被准许留在德国，但当奥地利被德侵占后，她便不得不放弃工作而离开德国了。

汉因和斯脱拉斯继续工作下去，到了 1938 年末，他们已经能够用化学的方法，确定由慢射中性电子撞击铀所产生的有些碎片是钡原子。钡原子的重量几乎差不多等于铀原子的一半，那么，合理的结论便是，有的铀原子已经被分裂为差不多相等的两半。这种原子的分裂是从来未被注意过的。

费米的研究总有他自己的特点。他一向总是摆动于物理的理论和实验之间，因研究上的需要而转移。当他觉得实验没有意义时，他便开始进行各种计算，算完了第一张又算第二张。即使是在家的时候，他也不忘记自己的工作，也不太注意家里的事情，只是在报纸的边缘上写下各种难以看明白的数字和符号。但当他有了某种观念需要实验或者某种新的仪器出现时，他便把全部时间花在实验室里。

当费米来到美国时，许多用于研究的工具或物质材料未能带过来。因此， 在哥伦比亚大学时，费米只好从事理论研究。为了和各方面的研究保持接触， 费米这时便阅读大量的科学文献，但这并不须花费太多的时间。许多朋友对他这种能够迅速地消化硬性科学资料的能力却十分羡慕。他阅读的方法总是只读到问题完全提出来的地方为止，然后便在一张纸上写出他的答案，再把他的答案和作者比较一下。

当费米在玻尔教授来后不久，听说到铀原子分裂的情形时，他便从理论方面加以研究，接着便提出了这样的假设：当铀原子分裂为二时，也许会产生中性电子。

“要分裂一个铀原子必须有一个中性电子，”费米说，“我们必须先产生一个中性电子来使用。不过，如果我的假设是对的，一个铀原子在分裂时会产生两个中性电子，那么，我们那时就有了两个中性电子可用而无须再从别的方面去产生了。这两个中性电子又会去撞击另两个铀原子，使每个铀原子再各产生两个中性电子，这之后，我们就可以有四个中性电子来分裂四个铀原子了。之后是八个中性电子去撞击八个铀原子。总而言之，起初时只要有少数的人造中性电子来撞击铀原子，便可引起一连串的反应，一直到所有的铀原子都分裂为止。

这便是自动继续连锁反应的基本思想。

哥伦比亚大学还有一位物理学家安德生，他与费米很友好，这也有利于他们的科学研究。安德生提议用哥伦比亚大学回旋加速器里的放射线射击适当的物质来产生中性电子。这一提议使费米很感兴趣，因为这等于要他继续在 5 年前就开始的研究。但他仍有所犹豫。伯格兰是物理学系的主任，约翰·旦宁是管理回旋加速器的人，这种研究工作应该让他们做。

但安德生很热心，多次促使费米去研究。他们和伯格兰和旦宁举行了一次会议，拟订了一个研究计划。费米从会议上出来时，又变成一个实验物理学者了。这次他可使用的中性电子来源，比在罗马时要多出差不多 10 万倍。用由回旋加速器增加了速度了的速度来撞击，每秒钟所产生的中性电子可以比在罗马时多出 10 万个。

其他的物理学家也来参加费米和安德生的研究，包括在匈牙利出生的里奥·斯齐拉德和加拿大出生的华德·齐恩。后者是个市立大学的教授，是个个子很高、头发金黄的青年。所有这些人都为原子试验的成功作出了贡献。