[915]. Его любовь к классификации «была врожденной, – заключает Лаура Ферми, – и я слышала, как он “классифицировал людей” по росту, по внешности, по состоянию и даже по сексуальной привлекательности»[916].
Ферми родился в Риме 29 сентября 1901 года. В течение XIX века члены его семьи быстро прошли путь от крестьянского труда в долине По до государственной чиновной службы на итальянских железных дорогах. Его отец был capo divisione в управлении железных дорог – то есть чиновником, ранг которого соответствовал армейскому званию бригадного генерала. Как было принято в Италии того времени, младенцем Энрико отослали с кормилицей в деревню. Так же было и с его братом Джулио, но, поскольку Энрико отличался слабым здоровьем, он вернулся к родителям только в возрасте двух с половиной лет. Встретившись с ними в комнате, полной незнакомцев, которые, по-видимому, были его семьей, и, как пишет Лаура Ферми, «быть может почувствовав, что ему недостает грубоватой нежности кормилицы»[917], он заплакал:
Мать стала строго выговаривать ему и велела сейчас же замолчать: в этом доме не терпели капризных мальчиков. Ребенок сразу послушался, перестал плакать и больше уже не капризничал. И тогда, и позднее в детстве он придерживался того принципа, что сопротивляться старшим бесполезно. Если им угодно, чтобы он вел себя именно так, – что же, прекрасно! Он так и будет делать; проще ладить с ними, чем идти против них[918].
В 1926 году, когда Ферми было двадцать пять лет, он победил в проводившемся по итальянской системе concorso общенациональном конкурсе на соискание должности профессора теоретической физики Римского университета. Эта новая кафедра была создана усилиями влиятельного покровителя Ферми, сицилийца Орсо Марио Корбино. Это был невысокий, смуглый, живой человек; в 1921 году[919], когда Ферми познакомился с ним, ему было сорок шесть лет и он был директором университетского Физического института, выдающимся физиком и сенатором Итальянского королевства. Поскольку итальянским физикам старой школы быстрое возвышение Ферми не нравилось, покровительство Корбино пришлось ему особенно кстати. Усилия Корбино по развитию итальянской физики получили поддержку фашистского правительства, которое возглавлял бывший журналист, круглоголовый Бенито Муссолини, хотя сам сенатор в его партии и не состоял.
В конце 1920-х годов Корбино и его молодой профессор решили, что маленькой группе, которую они собирали в Риме, пора заняться освоением новых территорий на переднем крае физики[920]. В качестве такой территории они выбрали атомное ядро, которое тогда уже получало квантово-механическое описание, но еще не было разделено в экспериментальных условиях. В начале 1927 года первым ассистентом Корбино стал Франко Разетти, эрудированный однокашник Ферми по Пизе. Вместе Ферми с Разетти завербовали Сегре, который учился на инженера: они взяли его с собой на конференцию в Комо и рассказывали ему о достижениях собравшихся там светил. К тому времени, как увидел Сегре, Паули и Гейзенберг уже признали таланты Ферми и считали его своим другом. Сегре, сын процветающего владельца бумажной фабрики, не только привнес в их группу свой интеллект, но и добавил ей лоску.
Корбино, совершив откровенно грабительский налет на инженерное училище, добавил к их числу Эдоардо Амальди, сына профессора математики Университета Падуи. Ферми быстро прозвали в группе «Папой» за непогрешимость в вопросах квантовой механики; подобно Резерфорду в Кавендишской лаборатории, Корбино называл своих питомцев «мальчиками». Чтобы набраться опыта, Разетти поехал в Калтех, а Сегре – в Амстердам. В начале 1930-х, после того как было принято решение заниматься ядерной физикой, Ферми снова отправил их за границу: Сегре поехал в Гамбург работать с Отто Штерном, Амальди – в Лейпциг, в лабораторию физикохимика Петера Дебая, а Разетти – в Институт кайзера Вильгельма к Лизе Мейтнер. К 1933 году у отдела был годовой бюджет порядка 2000 долларов, что было в десять раз больше бюджета большинства физических факультетов Италии, качественная камера Вильсона, возможность использовать радиевый источник и знание тонкостей работы со счетчиками Гейгера, полученное в Институтах кайзера Вильгельма: группа была готова приступить к делу.
Тем временем, через два месяца после Сольвеевского конгресса, Ферми завершил крупнейшую в своей жизни теоретическую работу, основополагающую статью по бета-распаду. Бета-распад, возникновение и испускание из ядра высокоэнергетических электронов в процессе радиоактивных преобразований, нуждался в подробном, численном теоретическом описании, и такое описание полностью разработал Ферми. Он предложил концепцию нового типа сил, «слабого взаимодействия», чем завершил формирование четверки основных сил, существующих в природе, в которую входят гравитация и электромагнитное взаимодействие, действующие на больших расстояниях, и действующие в масштабах ядра сильное и введенное Ферми слабое взаимодействия. Он ввел новую фундаментальную постоянную, которую называют теперь постоянной Ферми, определив ее значение по уже имевшимся экспериментальным данным. «Фантастическая статья, – восхищался ею впоследствии Виктор Вайскопф, – настоящий памятник интуиции Ферми»[921]. Редакция лондонского журнала Nature отвергла эту статью, посчитав ее слишком далекой от физической реальности[922]; Ферми нашел этот отказ досадным, но забавным[923]. Он напечатал ее в малоизвестном журнале Ricerca Scientifica, еженедельнике итальянского Совета по научным исследованиям, в котором работала жена Амальди Джинестра, а затем – в Zeitschrift für Physik. Теория бета-распада Ферми, лишь с небольшими поправками, до сих пор остается исчерпывающим изложением этой темы.
Журнал Comptes Rendus с отчетом Жолио-Кюри об открытии искусственной радиоактивности пришел в Рим в январе 1934 года, вскоре после возвращения Ферми из Альп, где он катался на лыжах[924]. «Тогда мы еще не нашли для своей работы задач [в области ядерной физики], – вспоминает Амальди. – …И тут появилась статья Жолио, и Ферми немедленно начал искать радиоактивность»[925]. Как и Сцилард, Ферми понимал преимущества использования нейтронов. И. А. Раби перечислил эти преимущества в одной из своих лекций:
Поскольку нейтрон не имеет заряда, он не испытывает сильного электрического отталкивания, препятствующего его проникновению внутрь ядра. Более того, силы притяжения, обеспечивающие целостность ядра, могут затягивать нейтрон в ядро. Попадание нейтрона в ядро вызывает приблизительно такие же катастрофические последствия, какие вызвало бы столкновение Луны с Землей. Соударение резко сотрясает ядро, особенно если оно приводит к захвату нейтрона. Происходит скачкообразное увеличение энергии, и избыточная энергия должна быть рассеяна, что может происходить несколькими разными способами, все из которых представляют интерес[926].
Когда Ферми начал свои эксперименты с бомбардировкой ядер нейтронами, ему было тридцать три года. Он был невысок, мускулист, смугл, с густыми черными волосами, тонким носом и неожиданно серо-голубыми глазами. Он говорил низким голосом и часто улыбался. Женившись на миниатюрной красавице Лауре Капон, дочери офицера итальянского военно-морского флота еврейского происхождения, он обзавелся регулярными привычками: с утра он работал дома в течение нескольких часов, к девяти приходил в Физический институт, работал там до половины первого, обедал дома, возвращался в институт к четырем и продолжал работать до восьми вечера, после чего шел домой ужинать. Кроме того, после женитьбы он прибавил в весе.
Вместе с группой молодых коллег они занимали южное крыло второго этажа института; там же работали Корбино и главный физик римского департамента здравоохранения – Sanita Pubblica – великодушный Дж. Ч. Трабакки, который одалживал мальчикам Корбино некоторые из своих приборов и доставал материалы, необходимые им для экспериментов (чем заслужил их любовь и прозвище «Божественное Провидение»). Антонио Ло Сурдо, вечно недовольный физик старой школы, не допускал эту орду захватчиков в свой кабинет, расположенный в северном крыле того же этажа. Корбино жил со своей семьей на верхнем этаже; его квартира выходила на внутренний дворик с садом, в центре которого был пруд с золотыми рыбками. На первом этаже были студенты; в подвале стояли электрогенераторы и обитый свинцом сейф, в котором хранился принадлежащий Sanita грамм радия, стоивший 670 000 лир – около 34 000 долларов. Именно в этом году ему суждено было войти в историю. Сквозь стенки сейфа были проведены стеклянные трубки, по которым радон, образующийся при распаде радия, выходил из сейфа в компактную экстрационную установку, скромное сооружение из вертикальных стеклянных труб для очистки и сушки радиоактивного газа. Верхний, жилой этаж института был короче нижних, так как в одном его конце была небольшая ротонда с черепичным куполом. «Здание было расположено удобно и в то же время красиво – на холме в небольшом парке, недалеко от центра Рима, – вспоминает Сегре. – В живописно спланированном парке с его пальмами и бамбуковыми рощами почти всегда стояла тишина, и только в сумерках ее нарушали воробьи, облеплявшие деревья. Институт был очень тихим и приятным местом работы»[927]