凝聚態教父菲利普·安德森: 「我把自己看作一個電子」

2021-01-18 中國物理學會期刊網

據美國普林斯頓大學物理系3月30日消息,凝聚態物理奠基人、諾貝爾物理學獎得主菲利普·安德森(Philip Warren Anderson)於當地時間29日逝世,享年97歲。1967年,安德森首提「凝聚態物理」這一說法,並率先將自己的研究小組以此命名,取代了「固體物理學」,就此成為凝聚態物理的引路人。1977年,他因發現無序對電子輸運的深刻影響與另外兩人共獲諾貝爾物理學獎。25歲時,安德森從哈佛大學畢業,先後在貝爾實驗室、普林斯頓大學任職。安德森涉獵廣泛,在超導體、反鐵磁性等領域均有建樹。「凝聚態物理教父」「祖師爺」「他的物理直覺無與倫比」「他的理論模型都極具美感」「沒有他就沒有凝聚態物理」……人們這樣評價安德森。


安德森最廣為人知的一句話是「more is different」,出自其1972年發表在《科學》上的一篇文章,與「量變引發質變」這一哲學道理有異曲同工之妙。

如果能弄清最基本粒子的本質,是否就能推導出物理世界的一切理論?這是還原論者的觀點。但安德森的觀點超越了還原論,他指出,凝聚態物理自有其規律。想像一隻大雁南飛和三隻大雁南飛的畫面,一隻大雁無法按照某個隊形前進,而三隻大雁可以組成「一」字形或「人」字形。當許多原子通過相互作用聯繫在一起時,也會出現類似的層展現象。「毫無疑問,粒子物理很重要,但它並非物理學的全部」,南京大學物理學院教授萬賢綱告訴《中國科學報》,「安德森的觀點非常重要:不能用粒子物理的基本規律去解釋凝聚態的體系,它會演生出很多其他現象。」「安德森領引了凝聚態物理的一次重大革命,使大家對物質的理解從還原論的單粒子圖像提升到了系統層面的基本原理,可以說,他把凝聚態物理,這個在當年很多人看來不入流的「dirty」的物理分叉, 變成了今天物理學的一塊最大的基石」。中科院物理所研究員胡江平表示。提出以安德森命名的局域化理論、超導定理和摻雜模型,推動希格斯機制的發現……安德森涉獵範圍之廣,讓他不只在凝聚態領域建樹頗豐,甚至還影響到粒子物理學研究。在旁人看來,他是當之無愧的天才,「研究凝聚態的人繞不開安德森」,萬賢綱說。上世紀80年代末,美國物理學界曾就是否建超導超級加速器(SSC)展開廣泛辯論,當時已是諾獎得主的安德森可謂旗幟鮮明的反對者之一。他在1987年的一篇文章中指出,與對撞機相比,美國在其他方面的的科研需求更急迫。注重原創的、小規模的基礎科研岌岌可危。「把加速器物理的發展視為國家競賽令我很不安,科學是嚴肅的,不該跟民族主義掛鈎。如果高能物理少了一臺加速器就會受到致命打擊,那我想它不如死掉,因為這是缺乏想像力的表現。」安德森這樣寫道。

無論是做研究還是與人打交道,安德森的個人色彩一直都非常強烈。他耿直、有超凡的物理直覺,批評人時不留情面。

「他的物理直覺無與倫比,他提出的理論模型都有很好的美感,簡潔、嚴謹。」萬賢綱表示。「他和愛因斯坦類似,有著直擊物理本質的直覺,能把研究問題轉化成漂亮的模型,還都是教科書級別。就像作一幅畫,你覺得就應該這麼畫,既具藝術性,又準確,又有美感。」胡江平說。這種極佳的物理直覺離不開其深厚的科研功力。儘管是理論物理學家,但安德森對材料的物理化學特性了解也十分深入,其知識儲備與實驗和材料物理學家相比,也有過之而無不及。「這是我們後面幾代人都缺乏的特質。」胡江平說,「他對實際材料的了解遠超很多人。凝聚態物理最原創的工作必須在實驗基礎上思考。」曾有人問安德森,為何能在凝聚態領域做出如此多的成果?「我把自己看作一個電子。」安德森這樣回答。「這就像金庸小說裡的武功,安德森已經練到了某種境界,武器、招式和人已經融為一體了。」胡江平說。安德森的耿直性格在圈內很出名。「他非常aggressive(有侵略性),對研究者要求非常高,批評人時不留情面。」胡江平表示。但對不少學者來說,得到這位凝聚態巨擘的批評相當於一種榮耀。但日常生活裡的安德森卻沒什麼架子,看上去有點像老頑童,希望和年輕人聊天。萬賢綱回憶,安德森在80多歲高齡時出席學術會議,還會自己排隊拿自助餐。胡江平2010年曾到普林斯頓訪問,與安德森有過面對面交流。安德森喜歡到研究生活動的區域晃悠,那天兩人聊完物理,走到學生活動區,看見桌上擺著圍棋棋盤,在安德森要求下,兩人一時興起便坐下「殺」了一盤。「安德森早年在日本訪問時喜歡上了圍棋,應該有業餘一段水平。」胡江平說,這也是他與安德森最後一段回憶。「他的逝世是一個時代的終結,希望我們沿著他的路走,做出more difference(更多不同)」。胡江平總結。

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