3.斜塔斜向物理學

盡管恩里科·費米數學成績一流，他還是選擇以物理學作為自己的主修領域。原因之一是他從小就喜歡做實驗，而且對實驗所需儀器很是入迷。他對科學的興趣從跟哥哥一起制作小模型、小發動機的時候就開始了。朱利奧死后，他繼續和佩爾西科（也就是另一位恩里科）做著同樣的事。漸漸地，他們開始了更為復雜的嘗試：精確測量重力加速度、水的密度以及大氣壓。

他們的部分工作是在羅馬氣象研究中心進行的，費米對這個中心早就很熟悉了，這是因為這里的主任曾經是他高中的科學老師，幫助他和佩爾西科做過氣壓計。在中心的圖書館里，費米發現了另一本重要的課本，跟他在鮮花廣場買到的那本相比更晦澀難懂，而且是最新的。這回的大部頭是用法語而不是拉丁文寫的了。

這是一部四卷本五千頁的百科全書式的物理學專著，當時在整個歐洲都很受歡迎。這部著作是俄國物理學家奧列斯特·赫沃爾松（Orest Kvholson）寫的，已經翻譯成好幾種語言，但還沒有翻譯成意大利語。書中所涵蓋的物理現象及最新儀器，就算拿今天的標準來衡量都可以說是非常全面的。1918年夏天，費米快速研讀了赫沃爾松的著作，為經典物理學的每一部分都打好了基礎，掌握程度令人嘆為觀止。在寫給佩爾西科的信中，他說自己一天要看一百多頁，對已經熟悉的內容會大段大段地跳過去。

8月底的時候，17歲的費米收到了高等師范學院入學考試的通知，考試時間是從10月28日起連續四天。預計會有好幾百名考生申請入學，但所有專業的開放名額一共才幾十個。預期未來會成為數學家和物理學家的人，最終能獲準入學的屈指可數。雖然阿米代伊對此信心百倍，但費米能否被高師錄取，并不能提前下結論。

考試范圍很全面。頭三天是8個小時的筆試，第四天則會有口試。想考物理和數學的考生會被考到他們在代數、幾何和物理方面的知識，每天的考試都會就一個主題假設一個問題并寫一篇小論文，這些內容是考生事先無法知道的。

高師的入學考試因一場流感疫情而無限期推遲了。那個秋天羅馬的氣氛已經因為戰爭而顯得陰森，這下甚至變得更加恐怖了。不過到了11月初，流感病例數量減少，戰爭看起來也接近尾聲，接下來的學年也即將開始。延期的決定撤銷了，考試重新安排在11月12日進行。雖說重排考試計劃的人當時并不知道這一點，停戰協定卻就是在做出這個安排的前一天簽署的。

費米在頭兩天考試中的表現堪稱精彩，但他第三天的工作更為他贏得了“早熟的天才”這一稱號。物理小論文的題目是“聲音的特性及其成因”，正常的切入點是考慮振動的弦如何產生聲音并在空氣中傳播，但費米寫的遠遠超出了這一情形，表現驚艷。他處理了固定在墻上的桿如何振動產生聲波的問題，這比弦的振動要困難得多。

費米推導出了描述桿的運動的方程，并游刃有余地解了出來。這樣一篇論文，就算是一個頗有天分的研究生來寫都令人難以想象，人們怎么也想不到它會出自一位自學成才的高中生筆下。

在羅馬，負責入學考試的三人委員會的組長是朱利奧·皮塔雷利（Giulio Pittarelli），羅馬大學著名的幾何學教授。皮塔雷利是一個不大可能打破學校傳統的人，他相當明白與還在考試的學生進行交流是不合適的，要到考試結束，比薩高等師范學校也決定了錄取名單之后才行。但無論如何，他無法克制自己。恩里科的論文給他留下了如此深刻的印象，以至于讓他把恩里科叫到了自己的辦公室。

聽說有位考官要私下見他，費米心驚膽戰地走進了那個采光不佳的房間。這個剛滿17歲的男孩，站在66歲的老教授面前，遭到一連串問題的輪番轟炸。在確信費米確實懂得他寫下的所有內容之后，皮塔雷利告訴他，他絕對會被錄取。無法想象還會有哪個考生能跟他一樣優秀。皮塔雷利還補充道，在他四十年的從教生涯中，他還從來沒有遇到過天分如此之高的學生。

對費米的自信心來說，這是極大的激勵。不管是他的父母還是老師，都從沒想過他身上有什么東西是真正不同凡響的。阿米代伊倒是想過，但他是這個家庭的好友，而且人微言輕，不是一個身居高位、能將費米與別的可造之材加以比較的人。但皮塔雷利對優等生早就見得多了，而且身為大學教授。他贊賞費米的方式遠遠超出他的常規，對此費米也一直心懷感激。

考試委員會對費米的所有考試都判了能給出的最高分，并一致向學校推薦準其入學。就要開啟生活的新篇章了，費米感到無比興奮——何況還是在伽利略出生的地方。比薩這座城市是近代物理的發祥地，那位杰出的大師就是在這里出生、學習，并開始了他的教學生涯。通過測量大教堂里鐘擺的擺動周期，以及觀察從比薩斜塔上落下來的物體，伽利略推導出了物體的運動定律。近代物理的主題：實驗、觀察和推導，就由他頭腦中的概念創造了出來。

1918年12月初，費米抵達比薩的時候，這座寂靜的小城有6.5萬居民以及氣勢恢宏的歷史遺跡，但此外別無他物。比薩大學已挺立于此幾個世紀，并有高等師范學校作為附屬。費米坐了四個小時的火車從羅馬來到比薩，在一個寒冷而晴朗的日子里走下站臺，隨身帶著兩只行李箱，一個裝著衣物，另一個是幾本書以及住宿用具。走個十分鐘就到了阿諾河邊，這河比他想象的樣子要小。走烏戈利諾伯爵中橋過了河，就進入了這座城市屬于中世紀的部分，這里有老圍墻留下的遺跡。沿著外城窄巷子（Borgo Stretto）走一小會兒，很快就到了壯麗的騎士廣場，廣場上屹立著16世紀建造的騎士宮，高等師范學校就在這里。

門房帶恩里科來到他的房間。房間下臨廣場，視野極好，遠處還能看見比薩斜塔。和分給其他四十來個學生的房間一樣，這個房間很小，而且很簡樸。房間里只有一張床、一張桌子、一把椅子、一個書架和一個洗臉池。沒有熱自來水供應，除了一個可以用碳的陶制手爐外，也沒有別的取暖設備了。恩里科并不覺得這就算得上艱苦，因為他在羅馬就已經習慣這樣的情形了。小時候他曾坐在手上讀書以保持雙手暖和，要翻書的時候就用舌尖去舔。

佩爾西科選擇了更為傳統的道路，就在羅馬的大學注冊就讀。幾天后，他收到了朋友寄來的明信片。在明信片上費米坦誠剛開始有思鄉之痛，不過又補充說自己很快就克服了：“在新生活的最初幾天，我是稍微有點沮喪。不過現在一切都已經過去了，我完全恢復了自我克制的能力。”他常常會向佩爾西科以極為親近的方式吐露心聲。佩爾西科基本上就是他不幸夭折的兄弟，他們的親密關系在他們十幾二十幾歲的時候不斷加深，并將貫穿費米的整個人生。

費米是比薩少數幾個學物理的學生之一。當時，這門學科在意大利并不很受重視，似乎也沒有誰去關注別的地方在這個領域發生的重大進展。接下來的兩年費米會發現，在比薩他是唯一一個對物理學前沿有些許真正理解（還遠遠談不上是欣賞）的人：馬克斯·普朗克（Max Planck）于1900年第一次提到的量子，愛因斯坦的廣義相對論，以及尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）1913年的原子模型。在意大利，物理被看作純粹是一門實驗課，相應地在教學上就只是強調那些適合簡單的課堂演示的物理現象。

相比之下，數學在這個國家可謂樹大根深。意大利在這個領域最好的學者都十分先進，與海外同行有頻繁而卓有成效的交流，教給學生的也都是最新成果。數學的首要地位也反映在大學教職的分派上，比薩有五個數學教席，物理則僅僅一個。意大利的大學里物理學教授超過一個的只有羅馬大學——他們有兩個。大學也提供數學物理課程，但這些課程基本上集中于利用像行星運動這樣的物理現象來分析數學結構。

在比薩一枝獨秀的物理學教授路易吉·普錢蒂（Luigi Puccianti），年齡四十多歲，是個和藹友善的人。年輕時他曾做過一些令人矚目的調查研究，足以保證他在比薩大學衣食無憂。從那時候起他就不再搞研究了，把工作局限于教學，輔佐他的則是位一年前剛從高師畢業的助教。要說這樣兩個人誰有能力教給費米什么知識，那幾乎沒有可能，但至少他倆也都沒有將費米明顯的優勢看作對自己地位的威脅。相反，接下來的幾年，普錢蒂和他的助教還經常會要求費米講講現代物理的一些他們覺得很難懂的問題。他們也十分感激費米選擇了物理而非數學作為職業道路。有一個天分如此之高的人選擇從事他們的學科，對這門學科的重要性是極大的肯定。

那么問題自然就來了：費米是怎樣學到那時候所有的前沿物理的呢？他用的是跟準備高等師范學校入學考試時一樣的方法：學習相關的課本。在比薩的頭兩年，他熟讀了當代的法語、德語以及英語教材，并完全吸收。書目包括龐加萊（Poincaré）的《混沌理論》、阿諾爾德·索末菲（Arnold Sommerfeld）的《原子結構及光譜線》、歐內斯特·盧瑟福（Ernest Rutherford）的《放射性物質及其輻射》等等。此外，他還開始查閱近期的重要刊物，尤其是學校圖書館訂購的德國的《物理學雜志》，學過德語的費米很可能是比薩唯一一個讀這本雜志的人。

費米一旦掌握了他讀過的內容，就會把復雜主題中他認為最本質的部分工工整整地抄錄到小本子上，通常就是一些加了注釋的方程式。這個終生的習慣讓他能以奇跡般的方式檢索關鍵概念。這些筆記中最令人動容的是他十來歲時寫的，滿滿都是公式和習題，甚至早在他上高等師范學校之前就開始記了。而今這些本子都收藏在比薩多莫斯博物館的伽利略藏品中。

在高師刻苦學習的費米還幸運地收獲了一位可以一起尋開心的朋友。雖然與佩爾西科關系密切，但在嚴肅思考之外，他的生活卻失去了年少輕狂和金蘭之交的元素。令他開心的是，他在比薩居然也能體驗到這些了。