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凝聚態物理范文1
1 凝聚態物理的基本理論
同步輻射是粒子加速器中從幾百MeV到10GeV以上的高能帶電粒子（通常為電子）發射的電磁輻射。在同步源所提供的強輻射的波長范圍內，還沒有適用的激光源或者可調諧的激光源。由于同步輻射具有很多我們所要的性能，比如高度大，可調范圍寬、準直性強、線性極化好、穩定性高，另外這種輻射常常以0.1-1ns脈沖的形式出現，在過去的10年中，粒子物理學的這一廢棄的副產品已經越來越多地應用到低能物理學的廣闊領域之中，凝聚態物理學中，業已采用同步輻射從實驗上確定Cu或Ni之類元素或GaAs的CdS之類半導體材料中電子的能量—動量關系E（k）；通過實驗確定交換分裂同溫度的依賴關系，證明用純能帶模型去解釋Nir的鐵磁性是不恰當的。縱觀凝聚態物理學的基本理論，如固體能帶理論、點陣動力學理論、對稱破缺的相變理論、缺陷理論等，都非常有效。它們解釋和指導了材料的生產，如：說明了銅、鋁等金屬的導電性；鍺、硅及砷化鎵等材料的半導體性質；鐵、鈷、鎳及一些稀土金屬的鐵磁性；錫、鈮等金屬與合金的超導電性；鈦酸鋇、鈮酸鋰、磷酸二氘鉀等晶體的鐵電性。
2 SR在凝聚態物理中的應用
2.1 同步輻射的內涵
同步輻射是一種用途廣泛的強光源。在電子同步加速器中，同步輻射強度與電子能量的四次方成正比，并與加速器半徑的平方成反比。就可以借著同步光源連續拍下間隔百分之一秒的圖像。（1）繞射同步輻射是很強而且極狹窄的光束，這兩點特性，可用于蛋白質晶體的繞射研究，以了解蛋白質的結構。蛋白質不容易生成晶體，故樣品本身的生成不是一個純技術的問題。一般來說，生成的蛋白質晶體都很小，用同步輻射從事其繞射結構的研究已顯示比傳統的高強度x光繞射結果清晰得多。另外，同步輻射具有連續而光度強的特性，已開始被用于能量散布繞射的實驗，照射時間短，因而可研究晶體粉末受壓、加溫時的相變化。（2）漫散射X光漫散射指的是高序的布喇格繞射，強度很弱，但是它對晶體結構或非晶體結構都能提供重要的資料，所以在以傳統的強x光為光源的實驗中，已有不少應用。同步輻射具有強的連續光譜及狹窄的光束，在這方面的研究應有很好的前途。
2.2 應用領域
凝聚態物理研究固體、液體、液晶和無序物質的結構及其物理性質和規律，是物理學中內容最豐富、應用最廣泛的一門分支學科.SR的出現也是首先應用到凝聚態物理范疇，凝聚態物理涉及的范圍十分廣泛，本文只介紹SR在凝聚態物理若干領域的應用。
同步輻射加速器可以說是應用范圍最廣泛的加速器。人類利用加速器的歷史已經有很長一段時間了，從湯姆生（J．J．Thomson）發明陰極射線管而發現了電子以來，已經有一百多年的歷史。在這期間加速器也越做越大，而且跟核物理和粒子物理的躍進息息相關，粒子加速器可以說是推動這兩門學科前進的助推器。歷經一個世紀的衍生與改良，今天的粒子加速器幾乎在物理的各個分支（從基本粒子到固態物理）都可以找到廣泛的應用實例，即使在其他學科中（例如研究物質的化學結構、生物分子的排列，甚至進行微量元素的追蹤分析）都少不了各式各樣的加速器。不過，加速器的應用范圍在同步輻射加速器發明以后，又大為擴充到前所未有的領域。
同步輻射不同于其他的光源，其方向性很強，并且其是一個天然的“窄束光”，能夠沿著電子軌道的切弦進行發射，并以切線方向作為其軸線，在該面積較窄的椎體中集中。從時間分布上來看，同步輻射形式為脈沖式，其中，每一個光脈沖能夠維持0.2ns左右的時間。決定脈沖周期的因素主要是電子團速間距其最短為2ns，最長為780ns，在跟光源有很遠距離的樣品中，其能夠接受很高的光強度，且光斑的面積很小，在這種情況下，有利于光刻、光的，也能夠在高壓的情況下進行工作。因此，脈沖光源其重復性很好，且其同步輻射，為瞬態過程研究提供一定條件。對于一些需要時間分辨的試驗，例如在對熒光物質發光壽命進行測量時，可以充分利用該條件。
3 應用實例——在高壓研究中同步輻射的應用
物理性質的基礎建立在物質結構上，而物質結構研究可以采用X射線衍射作為一種有效的研究方法。在高壓時的X射線衍射不同于普通衍射，其主要區別主要有以下幾個方面：首先，在高壓情況下，樣品的體積比較小，且射線會經過高壓腔體而被吸收，同時，因為壓力腔材料的強度會對其產生限制，為了保持其壓力，應降低高壓腔體中所具有的樣品的體積。采用普通的X射線，其試驗時間及分辨率不能滿足要求，壓力比較低的情況下，采用普通的光源也不能進行任何動態反應研究，因此，當壓力大大升高時，就更不可能實現了。采用這種光源，為高壓研究提供了理想的光源。
同步輻射具有亮度高、發散度低等優點，其能夠產生很大的能量，從很久以前，人們就對同步輻射進行了研究，并采用其來進行高壓試驗，在高壓情況下，結構研究緊密聯系同步輻射。研究壓力范圍也不斷拓展，目前，其壓力已經達到了很高，從而為高壓中物質結構動態變化過程提供研究的可能性。并且在高壓結構下，采用同步輻射光源，具有更精確的測量效果。高壓研究的發展是依賴于實驗手段的開發和壓力范圍的擴大而不斷深入的。
一個第三代同步輻射光源不僅可用于高壓下多晶的衍射、拓寬研究壓力范圍，而且可用于高壓高溫動態過程的研究、高壓下單晶衍射、X光吸收邊（EXAFS和XANES）、X光熒光等實驗方法的研究。
凝聚態物理范文2
本書是由兩位在此領域中有頗多成果的意大利著名專家根據這方面的最新進展所寫的一本新的教科書性質的專著，它包括了熱動力學，統計力學和多體問題的經典課題和這方面的最新進展。
19世紀末，開爾文公爵發表著名的演說，其中提到以經典力學、經典熱力學和經典電磁理論為基礎的物理學大廈已經建成，后人只需要做些小修小補的工作。然而在明亮的物理學天空中飄著兩朵烏云，其中之一便是黑體輻射問題。實驗發現黑體輻射無法用連續能量的觀點來處理，這對經典的物理學提出了巨大的挑戰。為解決這一問題，一個嶄新的學科――量子力學應運而生。它是由普朗克最先提出，由愛因斯坦、波爾、薛定諤、狄拉克等天才的物理學家們發展完善，是公認的20世紀物理學最偉大的突破之一。本書回顧了量子力學的發展歷史，介紹了量子力學的基本知識，是一本優秀的量子力學教材。
全書共12章，分4個部分。第一部分 量子力學的提出與建立，包括第1章。分析了經典物理學對處理黑體輻射、光電效應和康普頓散射的困難，介紹海森堡不確定性原理、波爾對應原理、含時的與定態的薛定諤方程、物理實際對薛定諤方程解的限制、本征波函數與本征值、波函數的完備性與正交性、疊加原理、互補原理以及相位的概念。最后明_了量子力學的幾個基本假設，強調了薛定諤方程本質上是一種假設。第二部分 使用薛定諤波動方程處理量子力學問題，包括2-7章：2.求解一維無限深勢阱；3.自由粒子；4.線性諧振子；5.一維半無限有限高勢壘；6.勢壘隧穿處理α粒子衰變；7.一維有限深勢阱等模型的薛定諤方程的解。介紹球坐標空間，引入分離變量法，求解了氫原子的薛定諤方程。第三部分 使用海森堡矩陣力學處理量子力學問題，包括第8-10章：8.介紹角動量理論和自旋算符理論；9.介紹微擾理論；10.定態一級微擾和二級微擾，并成功應用于解釋Stark效應。最后介紹含時微擾，給出了費米黃金規則公式。第四部分 彈性散射理論，含第11-12章：11.并以剛球散射和方勢阱散射模型為例，求解散射振幅與微分截面；12.介紹狄拉克發展的酉算子和酉變換。
本書內容簡單，利于理解，適合作為物理系本科生的專業教材。與常見的量子力學教材相比，本書有兩個優勢，一是求解的數學過程完整且準確，可以幫助讀者建立堅實的數學基礎；二是在每一章的前言部分，都有對量子力學發展歷史的介紹，其中對當時的物理學家們的言行描寫尤為生動，妙趣橫生。如果讀者閱讀英文有困難，也可以參考北大曾謹言教授編寫的《量子力學》，兩本書內容相近，可以互為輔助。
本書內容涉及2個領域：熱力學和經典統計力學，其中包括平均場近似，波動和對于臨界現象的重整化群方法。作者將上述理論應用于量子統計力學方面的主要課題，如正規的Feimi和Luttinger液體，超流和超導。最后，他們探索了經典的動力學和量子動力學，Anderson局部化，量子干涉和無序的Feimi液體。
全書共包括21章和14個附錄，每章后都附有習題，內容為：1.熱動力學：簡要概述；2.動力學；3.從Boltzmann到BoltzmannGibbs；4.更多的系統；5.熱動力極限及其穩定性；6.密度矩陣和量子統計力學；7.量子氣體；8.平均場理論和臨界現象；9.第二量子化和HartreeFock逼近；10. 量子系統中的線性反應和波動耗散定理：平衡態和小擾動；11.無序系統中的布朗運動和遷移；12.Feimi液體；13.二階相變的Landau理論；14.臨界現象的LandauWilson模型；15.超流和超導；16.尺度理論；17.重整化群方法；18.熱Dreen函數；19.Feini液體的微觀基礎；20.Luttinger液體；21.無序的電子系統中的量子干涉；附錄A.中心極限定理；附錄B.Euler 伽馬函數的一些有用的性質；附錄C.Yang和Lee的第二定理的證明；附錄D.量子氣體的最可能的分布；附錄E.FeimiDirac和BoseEinstein積分；附錄F.均勻磁場中的Feimi氣體：Landau抗磁性；附錄G.Ising模型和氣體-格子模型；附錄H.離散的Matsubara頻率的和；附錄I.兩種液流的流體動力學：一些提示；附錄J.超導理論中的Cooper問題；附錄K..超導波動現象；附錄L.TomonagaLuttinger模型確切解的抗磁性方面；附錄M.無序的Fermi液體理論的細節；附錄N.習題解答。
本書適于理工科大學物理系的大學生、研究生、教師和理論物理、材料物理、超流和超導以及相變問題的研究者參考。
凝聚態物理范文3
關鍵詞 物理學 分析 前景
中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A
Physics Professional Analysis
ZENG Daimin[1], LI Yong[2]
([1]Physics Department, Physics College, Chongqing University, Chongqing 400040;
[2]State Intellectual Property Bureau Patent Examination Coordination Center, Beijing 100190)
AbstractThis paper combine with the cultivation of students in Physics professional, takes a professional analysis on Physics major, including Physics professional direction settings, course setting, and cultivating specification as well as employment prospects of the students.
Key wordsPhysics; analyse; prospects
物理學是研究物質運動和相互作用的規律的科學，是除數學外最基本的一門學科。物理運動是自然界最普遍的一種現象，因此物理學研究的對象和內容就是宇宙間各種物質的性質、存在狀態、各種物理運動形式及其轉化現象、物質的內部結構及這些內部結構的組成部分，物理領域的各種基本相互作用及其規律。由于一切物理現象都在時間、空間中表現出來和發生運動和轉化，所以物理學也要研究時間和空間的性質、聯系等。 進行物理學研究，首先是觀察各種客觀物理現象，再從許多表象性的現象中，揭示基本規律，建立較為系統的理論。物理學研究除了要依靠好的科學方法外，還要取決于認知工具。工具越先進，研究效率越高，成果越顯著。 物理學在發展過程中形成了一套完整的科學方法，它對其他學科的研究，乃至哲學發展，都有重要意義。①重慶大學物理學專業從2008年開始正式招生，到現在，第一屆學生即將進入大四。通過這幾年對物理學專業學生的培養，我們有一些體會，與同行共勉。
1 專業方向設置
1.1 理論物理方向
理論物理學從各類物理現象的普遍規律出發，運用數學理論和方法，系統深入的闡述有關概念，現象及其應用。理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。理論物理的研究領域涉及物理學所有分支的基本理論問題。理論物理是在實驗現象的基礎上，以理論的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子等物質運動的基本規律，從而解決學科本身和在高科技探索中提出的基本理論問題。重慶大學物理學院理論物理方向目前包括：高能物理、引力波、天體物理、量子信息與量子通信等幾個分支。
1.2 凝聚態物理方向
凝聚態物理學是從微觀角度出發，研究由大量粒子（原子、分子、離子、電子）組成的凝聚態的結構、動力學過程及其與宏觀物理性質之間的聯系的一門學科。凝聚態物理是以固體物理為基礎的外向延拓。凝聚態物理的研究對象除晶體、非晶體與準晶體等固相物質外還包括從稠密氣體、液體以及介于液態和固態之間的各類居間凝聚相，例如液氦、液晶、熔鹽、液態金屬、電解液、玻璃、凝膠等。經過半個世紀的發展，目前已形成了比固體物理學更廣泛更深入的理論體系。特別是上世紀八十年代以來，凝聚態物理學取得了巨大進展，研究對象日益擴展，更為復雜。一方面傳統的固體物理各個分支如金屬物理、半導體物理、磁學、低溫物理和電介質物理等的研究更深入，各分支之間的聯系更趨密切；另一方面許 多新的分支不斷涌現，如強關聯電子體系物理學、無序體系物理學、準晶物理學、介觀物理與團簇物理等。從而使凝聚態物理學成為當前物理學中最重要的分支學科之一。由于凝聚態物理的基礎性研究往往與實際的技術應用有著緊密的聯系，凝聚態物理學的成果是一系列新技術、新材料和新器件，在當今世界的高新科技領域起著關鍵性的不可替代的作用。
2 主干課程設置
重慶大學物理學專業的主干課程有力學：使學生比較系統地掌握力學基礎知識，且能比較靈活加以應用。培養學生獨立分析問題與解決問題能力，初步培養學生的唯物主義世界觀。主要內容有質點運動學、牛頓運動定律、動量守恒定律和動量定理、功和能與碰撞問題、角動量、剛體力學、振動和波。熱學：使學生掌握物質熱運動形態的規律性和熱運動與機械運動，電磁運動等其它基本運動形式之間轉化的規律性。掌握統計規律性和統計的方法以及物性方面的知識，培養學生分析問題和解決問題的能力。主要內容有熱力學第零、第一、第二定律和熵、分子運動論、輸運過程、固體和液體及相變。電磁學：使學生全面地、系統地了解和掌握電磁運動的基本現象、基本概念和基本規律，具有一定的分析和解決電磁問題的能力，為后繼課程奠定必要的基礎。主要內容有靜電場、靜電場中導體和電介質。穩恒電流、穩恒磁場、電磁感應、磁介質、交流電初步、麥克斯韋電磁理論和電磁波、電磁單位制。光學：使學生比較系統地掌握光學的基本知識，主要講授幾何光學、波動光學、量子光學初步和光學應用。原子物理學：使學生掌握原子結構的性質和一般規律，掌握和了解核的性質與核能利用，了解粒子的基本性質。講授盧瑟福模型、氫原子的玻爾理論、量子力學初步、原子的精細結構、多電子原子、X射線、原子核物理概論。理論力學：使學生掌握力學的基本理論，培養學生理性思維能力。講授質點力學、質點組力學、剛體力學、非慣性系動力學與分析力學等基本理論。熱力學與統計物理：使學生掌握物質的熱運動規律及熱運動對物質宏觀性質的影響。講授熱力學的基本定律，熱力學函數、平衡及穩定條件，相平衡及化學平衡，不可逆過程熱力學，最可幾統計法――玻爾茲曼分布、費米分布、玻色分布，氣體和固體的熱容量理論，金屬中的電子氣體、平衡輻射，系統理論，熱力學的統計表達式，非理想氣體態式，漲落理論，非平衡態統計物理簡介。電動力學：使學生掌握電磁場的基本屬性及運動規律以及它和帶電物質之間的相互作用。講授電磁現象的普遍規律，靜電場和穩定電流磁場，電磁波的傳播，電磁波的輻射，狹義相對論及帶電粒子和電磁場的相互作用。量子力學：了解微觀客體運動特點，初步掌握量子力學的基本原理和方法。課程內容包括波函數、薛定鄂方程，量子力學中的力學量，態和表象理論，微擾理論等。固體物理：初步掌握固體物理的基本原理和特點。課程內容包括晶體、晶體的缺陷和擴散、晶體振動、相圖、能帶論、金屬和半導體電子論、固體的磁性和介電性等。數學物理方法：掌握有關復變函數、復變函數的積分、冪級數展開、留數定理、傅里葉級數、積分變換、數學物理方程定解問題、分離變數法、二階常微分方程的級數解法、本征值問題、球函數、柱函數、格林函數、積分變換法等數學物理方法的基本知識。
3 培養規格及要求
通過四年的物理學專業學習，要求學生掌握數學的基本理論和基本方法，具有較高的數學修養；掌握堅實的、系統的物理學基礎理論及較廣泛的物理學基本知識和基本實驗方法，具有一定的基礎科學研究能力和應用開發能力；了解相近專業的一般原理和知識；了解物理學發展的前沿和科學發展的總體趨勢；了解國家科學技術、知識產權等有關政策和法規；掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法；具有一定的實驗設計，創造實驗條件，歸納、整理、分析實驗結果，撰寫論文，參與學術交流的能力。具有計算機應用的基本技能。較熟練地掌握一門外國語言，具有良好的聽、讀、寫作和會話能力，能夠較順利地閱讀本專業的外文資料。
4 學生就業前景分析
重慶大學物理學專業的培養目標是：培養具有寬厚扎實的物理學基礎、綜合素質優秀，并且具有良好數學基礎和實驗技能，能在物理學或相關科學技術領域中從事科研、教學、技術和相關管理工作的高素質專門人才；培養良好的創新意識和科學的思維方式，以及分析和解決實際問題的能力以適應學科交叉和社會的各種需要。
物理學專業學生畢業后主要從事以下一些行業：（1）繼續物理方向的深造，成為一名物理學家、物理教師。（2）從事與物理相關的一些工作，如技術工程師、發明家、研究助理等。（3）與物理關系不大的一些行業，如公務員、管理人員等。就業領域主要是：科研院所、高等院校、企事業單位、政府機關等。
總之，重慶大學成立物理學專業的主要目的是發現與培養真正熱愛物理的好苗子，讓他們打好基礎，再繼續深造，為物理學的發展做出貢獻。在學習的過程中，有部分同學發現自己并不是很適合學物理，可以申請轉專業，找到適合自己發展的方向。最后留下來的絕大部分同學都會繼續讀研深造，向著他們心中神圣的物理殿堂繼續努力。實踐表明，物理學專業的學生物理基礎打得非常堅實，為將來的繼續深造做好了準備，即將畢業的學生將有部分保送到中國科學院及各大高校，其余的同學也成為了本校碩士生導師爭搶的對象。物理學專業的培養是成功的，并且也已經成為重慶大學的一個優勢特色專業，它將為全國培養和輸送更多、更好的物理方面人才。
基金項目：重慶大學人才引進科研啟動基金（0903005104675）資助
凝聚態物理范文4
人物=P
文小剛=W
P：2016年10月，你因為拓撲序理論及應用獲巴克利獎，而你最早提出這一概念是在1989年。27年過去，你的研究有了哪些突破，為什么拓撲物態逐漸成為凝聚態物理研究的熱點？
W：世界上有很多物質態，像液態，氣態，各種晶格，各種各樣的鐵磁、泛鐵磁態，做凝聚態物理就是研究各種物質狀態的。怎么用一個理論描寫所有的物質狀態呢？朗道（列夫?達維多維奇?朗道，因凝聚態特別是液氦的先驅性理論，被授予1962年諾貝爾物理學獎）就提出，物質的狀態之所以不同是因為對稱性不同，物質從一個相變到另一個相的相變，是一個對稱性的變化。這就是很有名的朗道對稱性破缺理論。長期以來，大家覺得郎道理論能描寫所有的物態和所有的相變。所以很多人覺得凝聚態物理做到頭了。因為有一個理論把所有的物質態都包括了，下來也沒有什么好做的了。正是在這個背景下，我提出了拓撲序的理論。
當時我是在做高溫超導，自旋液體，這個自旋液體呢，就是一個沒有對稱破缺、沒有任何自旋排列結構，這樣一個無序的狀態。后來，我在理論研究中發現，有好幾種不同的無序態，它們的對稱性都完全一樣。沒法用對稱性理論來區分。我就覺得，這里面有玩意，應該是以前沒有發現的一個超出對稱性的一個物質結構。我發現，這種類型的物質態，雖然不能夠用對稱性來區別它們，但是可以用其不同的拓撲性質來區別它們。所以我就把這種新狀態叫做拓撲序。后來又花了差不多十幾年的時間才明白，原來這個拓撲序就是多體量子糾纏的構形。量子計算、量子糾纏只有到1995年之后，才變得非常熱門。但是早期拓撲序這個名字就留下來了，沒有把它重新叫做量子糾纏序。
拓撲序這個概念的重要性，就在于它指出我們有一個未發現的新大陸新世界。而這一新世界中的主角，不是對稱性，而是量子糾纏。這一新的世界觀，甚至把物質材料理論跟基本粒子理論聯系起來了。我們的真空本身可能就是一個物質，是由很多很多量子比特所組成的，量子比特中間有很多糾纏。如果這個量子糾纏合適的話，那么這一量子比特海就可以產生所有的基本粒子。這就回到150年前的以太的說法，麥克斯韋（詹姆斯?克拉克?麥克斯韋，經典電動力學的創始人）發現他的方程之后呢，他總覺得電磁波是某種媒介的波動。這種媒介被叫做以太?？墒且蕴恢睕]有發現，大家就放棄了。現在以太又回歸了，它就是高度糾纏的量子比特海。這一量子比特海不僅能給出光子，還能給出其它所有基本粒子。所以拓撲序量子糾纏，除了新的物質態之外，還能夠對基本粒子起源提出一個新的看法。
P：每次物理革命都伴隨著新數學的發展，你現在的研究又需要怎樣的數學工具？
W：因為拓撲序所對應的多體量子糾纏是一個新現象，這時候就有意思了。新現象總是要用新語言來描寫，而新的語言數學家有沒有發明，就看你的運氣了。這種新現象需要新數學，在歷史上，發生過很多次。
第一次物理革命我們叫做機械革命。當時牛頓研究他的牛頓力學的時候，描寫牛頓力學的工具還沒有發明。牛頓很了不起，他既發明了牛頓力學，又發明了數學工具微積分。所以當時數學和物理是齊頭并進的。
第二次麥克斯韋電磁革命，就運氣一些。因為電磁革命所需要的數學語言，偏微分方程之類的，當時已經發明了。所以麥克斯韋不用發明新數學，只要拿來用就好了，用已知的數學就能描寫電磁波現象。這一理論統一了電，磁，和光學現象。
第三次革命是愛因斯坦發明他的廣義相對論。當時需要用到黎曼幾何，愛因斯坦不太懂黎曼幾何，所以他寫他的理論時比較困難。但是黎曼幾何已經被發明了，所以他學一學就可以把他的理論寫出來。
量子力學呢，是第四次物理大革命，要用到的線性代數早就被發明了，所以不用再發明。量子力學是一個非常深刻的革命，它統一了波和粒子的概念，統一了頻率和能量。
這次由拓撲序多體量子糾纏所導致的新的世界觀，我把它叫做第二次量子革命。它不僅揭示了很多新的物質態的存在，還能用量子信息，來統一所有的相互作用，和所有的基本粒子。甚至連空間幾何和其中的引力，也可能來源于糾纏的量子信息。多體量子糾纏是新的物理現象，其需要新的數學語言來描寫。在這第二次量子革命中，物理跟數學是齊頭并進的。它所用到的數學可能是所謂的張量范疇學，這也是現在數學家正在發展的一個理論。所以物理和數學會有很大的互動。物理學家研究的東西會告訴數學家，什么方向會最有意思，可能會有物理意義;那數學家可以告訴物理學家，可能有這個結構，這個性質，也許可以用到你的物理理論中。所以最近我也花很多時間來學數學，什么張量范疇學啊，代數拓撲學啊，很多這種東西。
P：大部分高能物理學家都持有還原論的觀點，覺得基本粒子可以無限分到最小，將萬物還原為簡單基本定律。但是在凝聚態領域，更多學者支持演生論，不同層次的物質可以演生出全新的基本規律。你怎么看兩種觀點的分歧？
W：還原論基本上就是想找我們世界的基本構件，覺得幾個基本的構件可以構造出世界的所有東西。還原論可以說是科學的主流，但是我們走到現在這個地步，已經發現電子、光子、夸克這些基本粒子。要要更深刻地理解世界，就需要把它們分成更小的粒子。這時候就有問題了：我們一直沒有找到這些粒子的更小組成部分。也許到了現在這個階段，尋找更小的基本構件，根本就是一個錯誤的方向。演生論的觀點就是認為這些基本粒子根本沒有更小的部分，進一步用分解的思路理解電子光子是錯誤的。錯在它認為空間是一個空的舞臺，而物質是這個空的舞臺上的演員。這一分解的思路，還原論的思路，把空間和物質分隔開了。但是現在我們發現，空間和物質本身是一體的，空間本身不是空的舞臺?？盏目臻g是最復雜最豐富的東西。這是個很有哲理的觀念。所以，我們認為真空本身是一個媒介，那這個媒介是由什么組成的呢？最簡單的東西是量子比特。真空可以是一個量子比特的海洋，然后量子比特海洋的波動和缺陷就給出了所有的基本粒子。
某種意義上講，演生論也有點還原論的哲理，但是它不是把物質分成越來越小的構件，它是把空間分成最小的構件，沒有比量子比特更小更基本的東西了。基本構件本身不是用來構造物質，而是用來構造空間的。演生論跟還原論的不同之處在于演生論強調結構，強調糾纏，而通過糾纏的擾動形變來產生不同基本粒子。演生論不把基本粒子，看作構成宇宙的基本構件。
P：你說過“創新的生命力在小科學中”，為什么以高能物理、天體物理為代表的“大科學”在21世紀面臨危機，而凝聚態領域的研究層出不窮？
W：我自己并不反對大科學，我也是很支持大科學的。像高能粒子物理的實驗，它的條件是很苛刻的，只有通過建大型的設備才能探索新的基本粒子。天體物理也類似，需要大型的天體望遠鏡，衛星等等，才能看得更遠更清楚。為什么大家覺得大儀器值得做？這是因為大儀器能探索新的參數空間，探索未知的世界。在這些從來沒有被探索過的地方，有時就能看到新的東西。
目前呢，中國做大型加速器實際上是分兩步走，第一個是正負電子對撞機，這個第一步能量并沒有提高多少，但是電子數的強度提高了很多，所以能做細致的實驗，也許能發現一些新東西。第二步呢，需要的一些新技術還有待解決，這個新技術就能增加很多能量。這里就有一個問題，對撞機的設計觀念并沒有太新，只是給它加大一號?？梢哉f這種做法太暴力了。我更希望能有一個新的設計，一個從來沒有的東西，像探測引力波的設計就是。
其實，大科學小科學都很重要，只是大科學需要更多的支持，需要說服別人，說能看到新的東西。但是一旦你說服的理由成立，那看的這個東西就不是真正的新東西，因為它已經有了名字，常常是理論上已經預言的東西。其實最好的理由應該是：我不知道能看到什么，我就是想去看看。做探索的思路跟做工程是不一樣的，做工程是有預期的，做科學探索，沒有預期的預期，是最好的預期。如果你看到預期的東西，其實是代表失敗。所以現在的LHC看到了Higgs，大家說是成功了，但是這個成功是失敗的成功。沒有新發現。
所以說，當你要錢的時候呢，最科學的理由就是，我不知道能看到能發現什么東西，我也不能告訴你能發現什么東西，因為這些東西在發現之前連名字都沒有。但這就可能要不來錢。小科學的話花錢沒有那么多，可能就沒有這個問題，你就可以隨意地去探索，可能看到沒想到的東西。有時你太為了某個目的設計實驗的時候，為了看到已經知道的東西，反而可能看不到旁邊一些沒有想到的東西，會喪失發現新東西的機會?？偟膩碚f，科學探索是為了發現連名字都沒有的未知，而不是發現有了名字的已知。
P：楊振寧先生在《美與物理學》中說，狄拉克（保羅?狄拉克，量子力學奠基者之一）給人感覺是“秋水文章不染塵”，而海森堡（沃納?海森堡，量子力學主要創始人）的文章則朦朧、有渣滓。你做研究的風格是怎樣的？
W：這個很難講，你很難說一個藝術家他的審美觀念是什么東西，但是每個藝術家都有自己的審美觀念。很重要的是，我覺得每個人一定要有自己的審美，以自己的審美觀點來發展自己的科學研究，這才有科學研究的多樣性，才會有創新。現在國內的訓練太標準化了，就是把每個人的審美都訓練成一樣，這樣不是太有利。
凝聚態物理范文5
Correlated Electrons in
Quantum Matter
2012，550 p
Hardcover
ISBN9789814390910
P.Fulde著
長期以來凝聚態物理都是基于固體中的基本現象可以借助單粒子描述來理解，近20年這種認識發生了相當大的變化。人們發現電子關聯起著越來越大的作用。從技術角度看，許多新材料（如在各種存儲器和專用芯片中有著廣泛應用的過渡金屬氧化物以及具有高轉換溫度的超導材料等），都具有非常強的電子關聯。關于強關聯電子系統的研究已經成為一個活躍的前沿領域。本書的目的旨在以本科生能接受的水平描述最新的進展，盡管重點是強調關聯電子的理論問題，同時也包括了大量涉及實驗的實例。
20年前，作者曾撰寫了 “在分子與固體中的電子關聯”一書，其第3版也是最后一版于1995年出版。該書的主要目的是以統一的形式闡述電子關聯問題，建立一種能夠同時處理強、弱兩種電子關聯系統的框架，它不依賴該體系是一個固體還是一個分子。本書原來的計劃是寫一部上一版的簡化版本，以便幫助缺少凝聚態物理和場論知識的學生更容易使用。但考慮到該領域近年來有了如此多的新進展，作者放棄了原來的想法，代之以壓縮了原著的很多內容，刪去了對于分子的討論，為補充新的進展留出足夠的余地，并改變了書的標題，成為一部新書，使其成為一部教科書而不只是一部評述。從目前的發展來看，量子系統中電子關聯效應的理解已經成為固體物理學中最具挑戰性的問題之一，然而還幾乎沒有任何一本試圖給出覆蓋絕緣體、半導體以及金屬領域的全面概述的相關書籍存在。本書試圖填補這一空白。
全書內容共分15章：1.導言； 2.獨立電子； 3.均勻電子氣； 4.密度泛函理論； 5.波函數為基的方法； 6.關聯基態波函數； 7.準粒子激發； 8.非相干激發；9.相干勢近似； 10.強關聯電子； 11.過渡金屬； 12.過渡金屬氧化物； 13.重的準粒子； 14.帶有分數電荷的激發； 15.超導。書末附有10個附錄，分別簡要補充了書中一些章節用到的數學細節。
本書作者非常注重教學技巧，相關領域的專家以及研究生都會對此書感興趣。本書對于固體物理學的一個新的分支——無法用密度泛函理論處理的強關聯系統進行了自成一體的描述。就這個方面而言，它可以作為固體物理的這一新分支的大學課程的一部很好的教科書。
丁亦兵，教授
（中國科學院大學）
凝聚態物理范文6
本書首先介紹背景知識，接著給出一些應用實例，再挑選一些前沿領域的高等論題，給予詳細的論述。書中介紹的一些方法是作者與其合作者在科研實踐中發展起來的。每一章的末尾都編寫了一些習題，旨在給讀者掌握書中介紹的概念和技巧。通過學習本書，讀者應當能夠讀懂凝聚態物理中有關多粒子相互作用效應的文章。
全書內容分兩大部分共17章。第一部分低維量子系統的線性響應，含第1-13章：1. 引言；2. KuboGreenwood 線性響應理論；3. 費曼圖展開；4. 介觀結構中的等離體振子激發；5. 表面響應函數、能量損耗和等離子體不穩定性；6. 二維電子氣（2DEG）中Rashba 自旋-軌道相互作用；7. 電導：Kubo 和LanauerBüttiker公式； 8. 自旋－自旋二維電子液體的非局域電導； 9. 整數量子Hall效應；10.分數量子Hall效應；11. 二維電子系統和納米管中量子化絕熱電荷輸運；12. 石墨烯；13. 電子線性輸運的半經典理論。第二部分低維量子系統的非線性響應，含第14-17章：14. 非線性電子輸運理論；15. 多激子的自發和受激非線性波混合；16. 用相干光學譜在耦合量子點（QD）中探測激子和雙激子； 17. 熱電子的非熱分布。
本書作者來自知名的研究所、具有研究和教學經驗，在開設的研究生課程講義基礎上撰寫本書。要求讀者具有大學生水平的基礎量子力學、統計力學和固體物理的知識基礎。對于那些從事半導體結、納米結構和薄膜系統等相關領域教學與研究工作的讀者，特別是研究生，本書既可以當作專題課的輔助教材，也可以作為高等凝聚態物理課的教科書或重要的參考書。
丁亦兵，教授
(中國科學院研究生院)
