ZT.美哉，凝聚态物理

    大抵对物理有兴趣的人或早或晚会认识到现代物理中两个十分根本的问题：宇宙从何而来又如何演变？基本粒子是什么又如何相互作用？这一大一小两个问题似乎是物理的全部，也把很多人引入了物理的殿堂。然而迈进门槛的人慢慢认识到，事实上存在广袤的一片的空间，称为凝聚态物理；走进它，我们才发现，原来身边的万物也如此精彩。

    早在凝聚态物理或传统上首先被称为固体物理的学科还未完全成形时，大名鼎鼎的Wolfgang Pauli便对此不屑一顾，称之为Schmutz[德语：脏物灰尘之意]。这个不雅的别名丝毫没有阻挡住凝聚态物理特有美的体现。超流、超导和量子霍耳效应这些诺贝尔奖的常客，无不是一种宏观量子现象；尤其在有杂质或缺陷的凝聚态系统中实现，不能不谓之为美。事实上，当今令人关注的材料、能源、生物工程、宇航、超大规模计算等新生科学和技术无不与凝聚态物理关系密切。

    诺贝尔奖得主Philip Anderson在《科学》杂志上发表了一篇题为《More is Different》的论文是对凝聚态物理的最佳描述。现在比较流行的词汇叫做演生，即emergence，意思是在复杂貌似无序的的微观世界上会自发产生有序的宏观现象。凝聚态物理研究的就是大量相互作用的粒子的集体行为，其传统的基石是Lev Landau的费米流体理论和对称破缺理论。这样复杂的系统可以用有效的非相互作用的简单激发来描写，而物相的改变只是对称性转变的结果。凝聚态物理美则美在这些集体激发规律的简洁并非来自于系统的简单，事实上并无所谓基本粒子和基本相互作用存在的必要--因为基本的可能是复杂的和非普适的。事实上我们无法否定高能物理中所谓基本粒子可能只是我们可观察到的低能激发，或者宇宙本身只是一个巨大的超流体。或许凝聚态物理这个理论与实验联系密切、与生活紧密相关、研究成本较为低廉的方向可以告诉我们在极大和极小领域无力回答的问题。回答就藏在我们身边；瑰宝就藏在Schmutz里。谁知道呢？

    本来还想继续的，但看到一个很好的网页，你可以听到物理学大师的见解，以及量子的音乐。所以决定还是从Music of the Quantum中摘录一段结束吧。

    Where then is the Frontier of physics? Some will say it exclusively lies in reductionism the unification of gravity and quantum physics are examples of such unsolved mysteries. Yet there is an equally vast mystery to be solved understanding the way the quantum world builds up our world around us, from the atom, to the crystal and the superconductor, to soft matter, and ultimately life itself. This is the new frontier of emergence.

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