假如我申请芝加哥大学:大米、洋籼米和费米

作者:白露为霜  于 2014-11-19 23:09 发表于 最热闹的华人社交网络--贝壳村

作者分类:百味人生|通用分类:留学生活|已有35评论

关键词:芝加哥大学, 费米

白露为霜注:本篇博文受启发于今年芝加哥大学申请作文的第三题(见“美国大学升学作文赏析”):

“小猪,法国母鸡,熊的一家。瞎眼的老鼠,火枪手,命运。原子的部分,思维规律,写作的准则。一切都很完美的?创建您自己的三人组,并说明它们是如何结合在一起。Little pigs, french hens, a family of bears. Blind mice, musketeers, the Fates. Parts of an atom, laws of thought, a guideline for composition. Omne trium perfectum? Create your own group of threes, and describe why and how they fit together.”

 

 

 

大米,洋籼米和费米

 

上海人把白米叫“大米”,把籼米叫做“洋籼米”。我们小时候每家一月只有20斤定量大米,如果不够吃怎么办?那就只能掺着籼米。可以想象,这种混合米饭很难下咽。于是有了以下的儿歌: 

“介许多大米夹牢一粒洋籼米,

叫我奈能吃得下去,

真惹气。”

只要见到有男生同女生聚在一起,我们就会放开喉咙齐声叫喊 - 男生多半会抱头鼠窜。回过头来想,那时的学生同现在的一样,主要任务是想方设法和其他人打成一片(fit in)。这当然不是件容易事,因为半大不小的孩子坏着呢。长得太高、太矮、太美或太丑,或者家里成份不好,有海外关系等都有可能被打成“洋籼米”,被没完没了地嘲弄和孤立。

我当时在上海某中学的理科班,这个班是我们这个重点中学同年级八个班中的精英班,可想数理化也不会太差。不知怎地,我却有种混杂在白米中的洋籼米的感觉,这骗得了别人却骗不了自己。终于有一天,我做出了一个让大多数同学吃惊的决定 - 转去了文科班。这或许是我人生第一个“错误”的决定,第二个是出国留学,这是后话。从赚钱的角度来讲,转去学文科不是什么好主意,如果文科还要出国,那是错上加错了。

但当时只有16岁,那里知道这么多?我很喜欢理科,特别是化学,可我更喜爱历史。文科班终于给了我一种归属的感觉,同其他洋籼米在一起了,真的很爽。时隔多年,一直都在从事文科的工作,但相对厚实的理科功底却一直让我受益不浅,我也终于明白了一个道理:大米同洋籼米混在一起虽然不好吃,却对身体有益处。

这是我的大米和洋籼米的故事,那费米又是怎么回事呢?费米不是一种最近流行起来的营养米,它实际上根本就不是“米”,如果你对科学史有所了解就会知道,费米是美国著名的原子物理学家,在芝加哥大学工作过的最出色的学者之一。

 

费米和他的芝加哥堆

 

恩里科·费米(Enrico Fermi),意大利人,早年在欧洲工作时就已经成果累累。1938年,费米发现在用慢中子轰击钍和铀后有新奇的东西产生出来。他得出结论这是一种新元素(后来人们才发现这所谓的新元素是核裂变产物)。为此费米被授予诺贝尔物理奖。费米借着领奖的机会离开意大利,一去不复返。原来费米的太太是犹太人,纳粹意大利的种族政策已经威胁到他一家的安全。

来到美国后,费米在哥伦比亚大学,芝加哥大学等地工作。因其在原子物理上的专长,很快就被邀请加入美国最机密的“曼哈顿计划”–制造原子弹。

费米在芝加哥大学做的一项重要工作是建立人类第一座核反应堆。这个被称为芝加哥一号(Chicago Pile-1或CP-1)的反应堆原本应该在离城几十英里的树林里建造的,由于一个劳资纠纷,费米决定在芝加哥大学一个废弃不用的美式足球场(Stagg Field)的看台下建设。

就在这个没人想到的地方,一层核原料一层石墨块,反应堆被建造起来。1942年12月2日,CP-1已经做好了演示的准备。在一群政要面前,反应堆的控制棒被慢慢抽出,费米仔细地观察中子活动的情况。下午3点25分,反应堆的核反应跨越了临界点,链式反应(chain reaction)达到自我维持的状态。费米在28分钟后关闭了反应堆。

费米的老板康普敦(Arthur Compton)随即通过电话向上峰报告:“意大利航海家刚刚到达了新世界”。

上峰问道:“当地人友好吗?”

康普敦回答:“非常,所有人都平安登陆”。

同现代核反应堆相比芝加哥一号是相当原始粗糙的,颗粒状核材料(铀235)被石墨块隔开,这样可以减低中子的速度,有助于核反应的进行。控制棒是有由镉,铟,银等材料制成。镉和铟可以吸收中子,起到减缓核反应的作用。反应堆的操作非常简单,慢慢抽出控制棒,核反应就会加强,直到实现可持续链式反应,插入控制棒则起到煞车的作用,减缓反应堆的中子活动。

费米的设计让这项人类的壮举看上去挺容易的。芝加哥一号堆没有任何冷却系统,也没有钢壳等保护措施,可以想象,如果费米的计算错误,或者在操作过程中出现机械故障,核反应就可能进入无法控制的状态 – 内核可能溶化或更糟,类似原子弹的爆炸。但那一天福星高照,费米的计算正确,进展一切顺利,人类正式进入了原子时代。我早就说过物理学家是群疯狂的家伙,这又是一个例子,芝加哥大学在不知不觉中到死神边上走了一圈。

 

万物同源

 

说了半天费米,他同大米,洋籼米又有什么关系呢?从表面上看,稻米,以及其较为原始的堂兄弟,籼米,同人类的代表 - 费米风马牛不相及。我们没有资料显示费米喜欢吃大米或者洋籼米。他是意大利人,喜欢吃披萨比较合理。但如果你稍微挖得深一点,关联就显示出来。

早在古希腊时代就有人猜想世上的万物都是由原子组成的。这一想法上个世纪被证实。到了后来人们又发现原子不是最小的,原子核由不同数量的质子与中子组成,外面还围绕着一个或多个的电子。再往后,人们又发现质子和中子由更小的基本粒子组成,它们有着奇怪的名字:夸克(quark),轻子(lepton),玻色子(boson)等。

1926年,费米刚出道不久就发现量子统计学的一个重要规律,后人把它称为费米-狄拉克统计(Fermi–Dirac statistics),用来描述粒子处在不同量子态上的统计规律。人们发现有些基本粒子和复合粒子能满足这一规律,它们被统称为“费米子”(fermions) - 能够有此殊荣,费米这辈子算是值了。

如今人们知道费米子包括所有的夸克、所有的轻子(电子是其中之一),还包括一些复合粒子,比如质子与中子。现在你可以看清楚了:这个世界所有看得见、摸得着的东西,不管是大米还是洋籼米,不管是果蝇还是费米自己,都是由“费米子”组成的。

大千世界无奇不有,变化莫测。可当我们回到最基本的层面,却是万物同源、万法归一。

 

 

白露为霜注:费米在芝加哥大学工作时培养提携了许多优秀人才,包括中国人熟悉的扬振宁和李政道。

这不是一篇升学作文,更多的是一篇哲学随笔。它有没有把大米,洋籼米和费米的关系阐述清楚由你来做判断。如果你能感受到其中冷幽默的成分,我也就算成功了。

 

相关阅读

比一千个太阳还亮

寻找劳伦斯

 

芝加哥一号堆

1940年代的费米

 

1

高兴

感动

同情

搞笑

难过

拍砖
1

支持
22

鲜花

刚表态过的朋友 (24 人)

发表评论 评论 (35 个评论)

6 回复 fanlaifuqu 2014-11-19 23:25
读完了,你是大米,籼米加费米!真是全才,佩服。文理知识能到这个水平的女的(估计你是女性)真不得。懂铀235,238,又写得出引人入胜的妙文!再佩服一次!
7 回复 Lawler 2014-11-19 23:45
能写出物理学史的,都是人才;能写出吊人胃口的,是奇才!
申请芝大,英文这“米”,就是一个谜了。
7 回复 总裁判 2014-11-19 23:51
楼主就是一个天生的科学工作者的头脑。
6 回复 lulu2006 2014-11-19 23:57
才女,佩服.
6 回复 解滨 2014-11-20 00:45
在那个最初始的核反应堆里面,铀棒大部分都是不能产生核裂变的铀238,只有大约不到1%的铀235。 如果要链式反应产生足够的能量,铀棒里面铀235的含量要达到3%以上才行。 所以这个世界第一核反应堆是安全的,不大会产生爆炸的情况。当然,如果温度过高,铀棒自溶是可能的。  

最大的问题还是对试验人员的核放射保护。
6 回复 看得开 2014-11-20 00:46
你读书时有分文科和理科班呀?我读书时只有快和慢班,考大学时,快班学生全跑去考理科了。
6 回复 看得开 2014-11-20 00:51
芝加哥大学是很好的大学,可惜闺女不喜欢中部地区的大学,没有去申请。我的大学同学大女儿被选中,而且得到差不多全奖学金,却去了BU波士顿大学。
7 回复 十路 2014-11-20 01:01
好,社会需要一部分有科学基础,有哲学头脑,有文学艺术天赋的人。

看看fermions 能否为当今的 quantum computing 作出实质的贡献,either yes or no, the future will be challenging.
6 回复 小皮狗 2014-11-20 01:53
这篇博文真的有水平!感佩。
该文是在基于渊博学识的坚实基础之上深入浅出而成,确实超越了偶然性。而且能够将行文带有幽默色彩,更是难能可贵。由衷赞叹。
7 回复 白露为霜 2014-11-20 02:07
fanlaifuqu: 读完了,你是大米,籼米加费米!真是全才,佩服。文理知识能到这个水平的女的(估计你是女性)真不得。懂铀235,238,又写得出引人入胜的妙文!再佩服一次!
谢谢翻老美言,其实我的科学知识也就是高中水平。但是平时爱看点杂书,加上现在上网查阅方便。
6 回复 白露为霜 2014-11-20 02:10
Lawler: 能写出物理学史的,都是人才;能写出吊人胃口的,是奇才!
申请芝大,英文这“米”,就是一个谜了。
是啊,他们都是天才+奇才,仰望!
7 回复 白露为霜 2014-11-20 02:13
总裁判: 楼主就是一个天生的科学工作者的头脑。
都告诉你了,俺是文科生 不过崇拜科学家,并不断努力熏陶自己去了解他们的世界。
7 回复 白露为霜 2014-11-20 02:14
lulu2006: 才女,佩服.
过奖了,谢谢!
7 回复 fanlaifuqu 2014-11-20 02:14
白露为霜: 谢谢翻老美言,其实我的科学知识也就是高中水平但是平时爱看点杂书,加上现在上网查阅方便
高中是个很重要的阶段!
7 回复 白露为霜 2014-11-20 02:17
解滨: 在那个最初始的核反应堆里面,铀棒大部分都是不能产生核裂变的铀238,只有大约不到1%的铀235。 如果要链式反应产生足够的能量,铀棒里面铀235的含量要达到3%以上
想必他们是做得很好的,听听康普敦和上峰的对话:

费米的老板康普敦(Arthur Compton)随即通过电话向上峰报告:“意大利航海家刚刚到达了新世界”。

上峰问道:“当地人友好吗?”

康普敦回答:“非常,所有人都平安登陆”。
6 回复 白露为霜 2014-11-20 02:21
看得开: 你读书时有分文科和理科班呀?我读书时只有快和慢班,考大学时,快班学生全跑去考理科了。
看吧,我就知道洋籼米要次一等的,哪怕带了个“洋”字   
6 回复 白露为霜 2014-11-20 02:22
看得开: 芝加哥大学是很好的大学,可惜闺女不喜欢中部地区的大学,没有去申请。我的大学同学大女儿被选中,而且得到差不多全奖学金,却去了BU波士顿大学。
芝加哥大学也是不好读的,很喜欢他们的本课课程设置。
6 回复 白露为霜 2014-11-20 02:22
十路: 好,社会需要一部分有科学基础,有哲学头脑,有文学艺术天赋的人。

看看fermions 能否为当今的 quantum computing 作出实质的贡献,either yes or no, the fut
agree!
6 回复 白露为霜 2014-11-20 02:29
小皮狗: 这篇博文真的有水平!感佩。
该文是在基于渊博学识的坚实基础之上深入浅出而成,确实超越了偶然性。而且能够将行文带有幽默色彩,更是难能可贵。由衷赞叹。[em:1
谢谢欣赏!
7 回复 穿鞋的蜻蜓 2014-11-20 03:56
这篇有活泼跳跃个性化的文科风范:)
12下一页

facelist doodle 涂鸦板

您需要登录后才可以评论 登录 | 注册

关于本站 | 隐私政策 | 免责条款 | 版权声明 | 联络我们 | 刊登广告 | 转手机版 | APP下载

Copyright © 2001-2013 海外华人中文门户:倍可亲 (http://www.backchina.com) All Rights Reserved.

程序系统基于 Discuz! X3.1 商业版 优化 Discuz! © 2001-2013 Comsenz Inc. 更新:GMT+8, 2021-7-23 03:52

倍可亲服务器位于美国圣何塞、西雅图和达拉斯顶级数据中心,为更好服务全球网友特统一使用京港台时间

返回顶部