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还原论与演生现象

来源:理学部 发布时间:2013-05-07 浏览次数: 4059

    4月25日晚上7时,在浙江大学蒙民伟楼139会议室,著名理论物理学家于渌院士给浙江大学的学子们带来了题为“我们千姿百态的世界——从还原论和相变现象说起”的精彩报告。
    于渌院士,1961年毕业于前苏联国立哈尔科夫大学理论物理专业,现为中国科学院物理研究所研究员。1990年当选第三世界科学院院士,1999年当选中国科学院院士,2005年当选美国物理学会会士,2007年获美国物理学会年度国际物理学领导才能奖。他从理论上预言了含顺磁杂质超导体中存在束缚态,开拓了磁性杂质对超导体影响的系列理论与实验研究。
    在同学们热切的期盼中,于渌院士缓缓地登上讲台,镇定,自信。没有给人任何距离感,朴素的着装,亲切的笑容,他就像一位和蔼可亲的老爷爷一般,以平缓的语气开始了今晚的报告。
    一开始,于渌院士就切入主题,提出“还原论(哲学)和演生论(物理)”的概念,对于大多数的大一新生来说碰到前所未闻的概念总是会觉得难以理解而丧失兴趣,但是今天不同,于渌院士以通俗易懂的例子,简单朴实的语言带领我们进入了物理的殿堂。
    从40年前的一场争论说起,于渌院士谈到了两种研究潮流:“内涵性”研究和“外延性”研究。从“一加一不等于二”说起,于渌院士谈到了Anderson,一个既熟悉而又陌生的名字。从水的三态变化说起,于渌院士谈到了“Emergent Phenomena(演生现象)”。对于“演生现象”的提出,于渌院士没有给出深奥的定义,只列举了简单的例子:在宇宙中,引力和转动的共同影响形成了星系的螺旋结构;在经典世界中,各种“新相”在“老相”的基础上演生变化;在量子世界中,波色统计(每个状态可容纳任意多个粒子)和费米统计(每个状态只能容纳一个粒子)的对峙。
    当报告进行到高潮部分,于渌院士提出了一个大家都很感兴趣的问题:超导是如何发现的?因为在特殊的条件下只有氦无法液化,而且汞在一定条件下会突然没有电阻,这种种现象吸引着一批又一批的物理学家对此进行探索。虽然在1911年发现了超导,在1913就颁发了诺贝尔奖,但直到1957年超导现象才得到完美的解释。随后报告的重心又回到了演生论。于渌院士提到了研究演生现象的范式,更着重讲了粒子和准粒子。粒子是物质的结构单元,准粒子是物质的运动单元。于渌院士以幽默的口吻延伸到了磁单极物质的发现,提到了相变的起因是一种倾向掩盖另一种倾向时发生的突变,更让我们知道了什么是对称破缺和连续对称的破缺。仿佛在短短一个多小时的时间里我们领略了物理学的多处风光。
    在报告的结尾,终于到了激动人心的提问环节,很多同学都热切期盼着于渌院士能解答他们心中一直以来的困惑。当主持人的话音刚落,就有同学迫不及待地举手提问。“微观粒子总是不停地演化,分形,那么宏观世界也总是不断演化,分形,每一层都相似吗?”于渌院士听后缓缓地答道:“相似说的只是一类物质,并非整个宏观世界,世界的多样化才是最美的。”随后又有一个大一的新生向院士吐露心扉:“物理和数学的关系是什么样的?”于渌院士连连称赞该问题问得好,并说:“有些问题不能由数学方程解答是因为物理问题本身的复杂性导致它不能由一个方程来表达。就像超导不是因为方程解难,而是超导最核心的东西——对称破缺——在刚开始没有被大家意识到。所以数学公式的推导,不能代替物理的思维。我们需要合适的数学方法,但不能只依赖数学。”于渌院士发人深思的话语久久地在我们耳边回荡。
    一场讲座也许并不能改变很多,但是今天于渌院士确实在学子心中播下了物理的种子,相信在不久的将来会有同学回忆起今天,觉得今天是他人生中最重要的一次邂逅。

a.蔡天新教授做理学大讲堂开场白并介绍于渌院士

b.理学部副主任沙健教授向于渌院士赠送纪念品

c.&d. 于渌院士在报告中