原創 戴希 返樸

他的研究興趣永遠是由實驗結果而非數學結構的美妙觸發的，這一點跟狄拉克和楊振寧有所不同。

撰文｜戴希（香港科技大學物理學系講座教授）

7月23日凌晨，我在線參加了ICAM年會上的紀念菲爾·安德森教授（Philip Warren Anderson，1923.12.13-2020.3.29）的專場研討會，來自佐治亞理工的Andrew Zangwill教授做了一個精彩紛呈的報告，帶著大家回顧了這位偉大的物理學家無比精彩的科學生涯。

剛剛離世的安德森教授是普林斯頓大學物理系的榮休教授，他于1977年獲得諾貝爾物理學獎，是凝聚態物理的奠基人之一。對我來說感觸最深的，就是菲爾的研究興趣永遠是由實驗結果而非數學結構的美妙觸發的，這一點跟狄拉克和楊振寧有所不同。

上世紀50年代，他到貝爾實驗室以后的第一個研究課題，是如何從理論上描述反鐵磁體材料及其相變，在研究中，他提出超交換和自發對稱破缺的概念。然后他的興趣轉到無序電子體系，其背景就是如何通過摻雜使得半導體導電的實驗問題。

50年代末，他的興趣轉到超導體，從研究超導體的集體激發模式到發現Anderson-Higgs機制，再從超導體的相位漲落到約瑟夫森隧道效應，其背后都是重要的實驗物理學問題。

70年代開始，他的主要興趣又回到磁學，這次他受到材料學家Matthias的影響。當時Matthias制備了一系列磁性金屬和非磁性金屬形成的合金材料，他請菲爾考慮一個非常現實的實驗問題，就是這些合金有沒有磁性，如果有磁性如何給出理論描述？在對這個問題的研究過程中，菲爾提出了安德森模型和解決Kondo問題的關鍵思想——重整化。通過對這類體系的思考，他又產生了自旋液體的想法，也就是共振價鍵態（RVB）。

菲爾的學術生涯最后面對的問題，就是銅基高溫超導體系的機理問題，這對他來說就好比是游戲打到最后一關跳將出來的超級大Boss。面對這個由實驗物理學家提出的艱巨挑戰，菲爾又一次早早地交卷了，他給出的答案跟常規超導體的BCS理論完全不同，是基于摻雜共振價鍵態的全新超導理論。雖然說菲爾后來對自己提出的這一理論發生過動搖，但最后他還是回到了最初的想法。也許有些同學會有不同意見，但我的看法是，這就是解釋高溫超導機理的正確理論，也是他偉大的學術生涯里最后的高峰。

下面，我來介紹一下這個報告中最令我印象深刻的一些片段。

圖0: 安德森教授的肖像畫。作者是我的好朋友Titus Neupert，目前在瑞士蘇黎世大學任教。這幅畫是他2015年在普林斯頓擔任博士后期間所做，此后一直掛在普林斯頓大學物理系Jadwin Hall的走廊墻上。Zangwill教授把此畫作為這次演講的PPT封面。(本肖像畫的版權由Titus Neupert博士所有)

圖1: 菲爾·安德森教授對凝聚態物理思想的貢獻。滿滿的一屏，幾乎就是整個凝聚態物理的發展史。

圖2：菲爾·安德森教授的童年在UIUC（伊利諾伊大學香檳分校）度過。

圖3：安德森教授在哈佛取得博士學位，那一年哈佛物理系理論物理專業的學生中有十一位選擇了Schwinger作為導師，只有菲爾選擇師從Van Vleck教授研究量子化學。正是這位Van Vleck教授提出了滿殼層原（離）子的Van Vleck順磁性，而2010年我們把Van Vleck教授的理論推廣到固體系統，建立了描述磁性摻雜拓撲絕緣體中鐵磁性的“Van Vleck機制”。

圖4：菲爾·安德森教授的博士論文《關于NH3分子微波吸收譜的線寬問題研究》。

圖5：菲爾·安德森教授第一次在美國物理學會三月會議上作邀請報告，那一年他27歲。在我認識的朋友中，第一次做三月會議邀請報告時的年齡比菲爾小的只有一位。

圖6：菲爾·安德森教授最推崇的凝聚態理論研究范式，就是從對實際材料體系的深刻理解出發，提煉出最簡單的模型，安德森模型、安德森局域化、共振價鍵等，都是這方面的典范。

圖7：1993年菲爾在美國國會關于超級對撞機建設的聽證會上，與溫伯格教授各執一詞。如今看來，按照Zangwill教授的說法，兩位大物理學家都言重了，粒子物理學家至今還有許多問題可做，美國的高能物理也沒有“死亡”。

圖8：菲爾總結了四條他對科學的深刻理解。關于第一點，也就是我們常常掛在嘴上的“少數人掌握真理”的觀點。關于第二點，我很遺憾沒能有機會問問他對人工智能的看法。關于第三點，我能想到的例子就是“幸存者偏差”問題。而關于最后一點的深刻思考將超越實證科學的范疇而走向某種先驗的、近乎神學的觀念。

圖9：這是一個悲傷的故事。1954年菲爾·安德森教授在東京大學久保亮五教授的研究組里進行了半年的學術休假，回美國之前，菲爾送給久保教授一盆花，叫做“Japanese quince”, (中文似乎稱作刺梅)。久保教授把它移植到自己家的后院里。這盆象征著日美兩國科學家友誼的花每年都開得很好，上圖的右上角就是久保教授的小女兒去年三月拍的刺梅花開的美景。到了今年三月，這株植物突然就枯死了，而在短短一個多星期之后就傳來了安德森教授過世的噩耗。也許，正如《紅樓夢》里黛玉說的，人世間致美之物都是通靈性的吧。

最后，大家如果對這個精彩的報告有興趣，可點擊文末“閱讀原文”進入返樸微博主頁觀看錄像。

原標題：《戴希：安德森教授紀念會上那些讓人印象深刻的片段》

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