凝聚態物理的追求

2021-02-15 中科院物理所

在上世紀80年代，當凝聚態物理學的專著出現在書店和圖書館時，敏感者就意識到：宏觀上，這是固體、氣體、液體概念的綜合性歸納抽象；微觀上，這是由可數原子分子系統向不可數系統的擴張。他們把這個認識帶到了課堂，而有的激進者則認為：這是宏觀的經典科學理論與微觀的量子物理理論的紐帶。如果專注於工程類物性，則可以歸類為應用類學科（唯象類理論，phenomenon theory）；如果專注於其一般性物性的理論建構，則可以歸類為抽象類學科（哲學類理論, meta-philosophy theory）。而比較成熟的等離子體被作為一個範例，有人就提出了第三類物質的概念。

那個時代，我國物理學界的激進分子的概念是：物理學有三大研究對象，理想物質（液、固、氣），經典場，凝聚態。而凝聚態物理是最為底層的研究對象，是抽象理論到工程對象的橋梁。如果要進入這個領域，既要求有深厚的抽象物理理論基礎，又要求有廣泛而且深刻的工程（應用）物理基礎（或經典物理基礎）。他們認為，著手培養這方面的人才並系統性的開展這個領域的研究是當務之急。

就象是響應這個呼喚似的，另一個聲音，系統培養理論物理人才，開展理論物理研究是重中之重，也很吸引人。在這個聲音下，一股學習規範場理論、李代數、辛數學等的熱潮也起來了。在這段時間裡，這類現代抽象類理論被其學習者以一知半解的水平強行的嫁接在經典學科的唯象理論上。在思想上是一個形式上的進步（形上學意義上的進步），而在科學理論自身的本質上是一個實質性的退步（基礎科學的本質是，以解釋唯象性理論為目標）。

由於這個致命的錯誤，應用類學科的唯象性理論家們以現實世界的物質之複雜性遠遠超出了目前理論所能描述的範疇為基本論據，以橫掃千軍的氣魄把這類激進分子趕到了邊上去。

然而，應用類學科的唯象性理論家們所沒有能意料到的是，當時急著要具體技術的、更為強大的、實權在手的工程專家們也以現實世界的物理現象決不是幾個簡單的理想物理現象的簡單疊加為依據，以1+1遠大於2的系統科學為武器，也把唯象性理論家們趕到了邊上去。

以此為開端，我國物理學界的激進分子在10年左右的時間裡結束了其歷史使命。而唯象性理論家們也步其後塵，在隨後的20多年時間裡基本被邊緣化。在我國，工程專家一家獨大的局面基本形成。而系統科學成為他們手中的王牌武器。（以研究輸入輸出間的量化關係為基礎，他們認為一切問題都可以在獲得實測系統脈衝響應的基礎上得到解決。因為脈衝響應與輸入的褶積就是輸出。從而根本無需知道，也不可能知道，灰色或黑色系統理論上的理論脈衝響應。）以實測為基本研究方法的潮流得以形成。（實測是比試驗低級的多的研究方法）。

這不僅是我國各學科的當前基本現狀，也是各類量化考核的「科學基礎」。我很難想像，以實測為基本研究方法所能得到的最多也就是一個定性的結果，即便要上升為實驗結果都不行，如何能被稱為科學研究呢？最多也就是工程實驗研究而已！

我們可以看到的是：凝聚態物理的追求，在本質上就是建立工程科學的理論基礎（揭示宏觀的唯象性基礎規律），在形式上是當代抽象理論的應用（對經典實驗現象的理論解釋）。

科學發展的歷史以自身的進程表明：在上個世紀把我國物理學界的激進分子掃地出門所帶來的損失是巨大的。它不僅是造成工程專家一家獨大而掌握科學研究決策權的現實，而且也把我國的科學研究降低到了以定性研究為主流的水平。

無可否認的是，定性研究是實驗研究的前期研究，是必要的，但是，它既不是實質意義上的實驗研究，也不能上升為唯象性理論研究，而且更不能上升為哲學性理論研究。從而，科學界很難把這類定性研究看成為有價值的科學研究。

由於近幾年的諾獎是與凝聚態物理的研究範疇密切聯繫的，可以感覺到的是，凝聚態物理類研究被看重。但願不要重複30年前的錯誤：在一知半解的理論把握水平下勉強的進行不知所以的工程類理論研究。

註：唯象類理論，phenomenon theory：以實驗類基本定律為基礎而推演出的理論及結論，是技術類學科的理論基礎。

哲學類理論, meta-philosophy theory：尋求實驗類基本定律的基礎性公理系統，由假定的公理系統推演出與實驗類基本定律等價（或一致）的結果。

站在實驗類基本定律的立場上，唯象類理論和哲學類理論的發展方向是相反的。他們之間的爭論結果就是各自不斷的調整實驗類基本定律的地位（或形式）。

（內容來源：科學網博客）

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