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『物理』彪悍的人生不需要解释，物理学界的大侦探——安德森( 三 )


“所以 ， 你说用统计找回被‘统计’抹掉的信息是指……”
“确切地说 ， 是用统计找回被平均掉的信息 。 ”
费赫警官恍然大悟：“对！我明白你的意思了 ， 侦探先生 ， 统计怎么能只看平均 ， 那当然不行！”
“你引入的这片杂质 ， 不认可布洛赫波的模型 ， 这说明总体趋势并不是主要矛盾 。 而人为的掺杂过程 ， 当然会引入较大的无序性 ， 所以量子波在无序势场中的传播 ， 才是这个案子的关键 。 ”
费赫感觉自己在经历一段奇异的历史时刻 ， 寒毛几乎竖了起来：“对 ， 对对对！那片迷雾 ， 就是你说的无序性 。 ”
“这是我给出的理论计算 ， ”安德森一边迅速地演算一边说道 ， 没多久他得到了结果 ， “只需要引入无序特征 ， 解出的波函数就不是通常的扩散波 ， 它由于无序散射的干涉效果‘停留’在原地 。 所以 ， 你的线人是被无序的杂质困住了 。 ”
“这太奇妙了 。 ”
“或许应该这样理解 ， 量子波在固体中的传播本来就有两种趋势 ， 一种是在绝对规整的周期晶格中 ， 用布洛赫波的方式向外传播；另一种则是在无序的材料中 ， 波被困在杂质的牢笼 ， 几乎不扩散；而多数材料中的量子波 ， 是用一种‘中间’状态在传播 。 对量子世界来说 ， 也许这才是常识 ， 而我们的误解才显得奇妙 。 ”
“得嘞 ， 我劝你去跟布洛赫打一架哈 ， 看哪种传播占优势 。 ”费赫警官笑颜逐开 。
“量子波不打架 ， 相干叠加 。 出门把门给带上 。 ”
费赫且摆手且自顾自地笑道：“行啊大侦探 ， 我说你这文章发表可能比我实验做得还快 。 ”
“是啊 。 但我刚才在想 ， ”安德森渐渐深入沉思 ， “高能粒子物理中的量子场论 ， 和晶格中的量子场论 ， 真的是一个‘世界’吗？无序性在最初的理论框架中根本不存在 ， 但却是晶格中决定性的基本概念 。 或许科学破解许多问题 ， 也是在穿越那些问题所在的世界 ， 理解每个世界中的基本理论和秩序 。 ”——那时的安德森还不知道 ， 自己不但构建和理解了许许多多的理论世界 ， 也用一种深刻的方式让不同的科学范畴彼此联结 ， 比如大名鼎鼎的安德森-希格斯机制 。
『物理』彪悍的人生不需要解释，物理学界的大侦探——安德森
本文插图

上面的故事并不是科学史 ， 真实情况是在那个对材料的量子电性质进行大探索的时代 ， 安德森敏锐地发觉了一个特异现象背后的物理机制 ， 而同在贝尔实验室的费赫等人也在进行相关实验工作 。
安德森局域化理论的提出改变了整个凝聚态物理学 ， 凝聚态物理借此一步步走上快车道 ， 决定性地推动了后来电子技术和许多材料技术的大爆发 。 而对无序性等概念的思考 ， 也让安德森超越物理学 ， 为整个人类贡献了新的科学观 。
“真理在一只蜡烛前等待晨光” ， 有多少科学问题 ， 就有多少待揭示的真理；而安德森的窗前烛光如云 。
【本文作者：于赫夫 ， 理论物理学博士 。 原创内容 ， 未经授权不得转载 。 】


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