『物理』彪悍的人生不需要解释，物理学界的大侦探——安德森 |贝尔实验室|自然科学|美好，一直在身

美国物理学家菲利普?沃伦?安德森于当地时间3月29日逝世，享年96岁。他是凝聚态物理奠基性和领军性的理论大师，他提出和发展的安德森局域、BCS超导理论、磁性和反磁性理论对凝聚态物理和电子技术发展有着决定性影响。安德森的深邃洞察远远超越凝聚态物理甚至整个物理学的范畴，不仅推动了粒子物理质量来源机制的建立，更为人类贡献了全新的科学观。
自然科学往往是和这个世界交谈：“你是什么样的？我要如何理解你展示出的样子？你从哪来？……我呢？”
但物理学家菲利普·安德森（Philip Warren Anderson）不同，他首先问的是自己：“我在跟哪个世界交谈？”

本文插图
在安德森之前的科学史中，科研工作者往往抱有这样的想法：基本粒子构成了自然世界，那么也“应当”存在一个从基本粒子出发的“最基本”的理论，它延伸出所有理论和学科，构成整个“科学” 。但这一浅白的观点其实违反常识：我们在描述容貌的时候，说的是“眉如翠羽，齿如含贝” ，完全不需要从细胞层面分析眉毛牙齿。
问题在于，科学不是自然本身，而是人对自然的刻画。正如我们描述容貌时，最基本的概念是五官而不是细胞更不是夸克——任何科学问题都有特定的基本概念，这些概念构成完整的“世界” ，不需要还原到基本粒子。
安德森最早系统地论证了这一点，说明了不同层面的问题对应不同层面的理论，所有理论对各自的问题都同样“基本” 。颇为奇妙的是，人们迅速接受了这一观点，就像集体回想起一个被忘记的常识。
这在科学史上的整个过程，就像大侦探步入案发现场，一开口就对探员们娓娓道来案情的来龙去脉，误入歧途的探员们这才恍然：“啊！原来是这样！对，当然是这样！”
把物理发现的过程比喻成探案，并像“像电子一样思考”（安德森的名言），安德森提出其局域化理论的过程，可以写成下面这个故事。

本文插图
1958年，发生了这么一件“案子” 。
那年，贝尔实验室的专家费赫（Feher）一脸疲惫地找到安德森，开门见山说到：“菲利普·安德森博士，或者，大侦探安德森先生。我们的线人失踪了……”
安德森停下手里的实验或眼前的冥想：“什么线人？在哪不见的？”
“电子的自旋扩散失踪了，这些线人带着材料电性质的线索，这下线索全断了。 ”
“在哪？”
“我们制备了一块样品，往里面掺杂，测电性质。可是在很多区域，电子的‘信息’消失了。 ”
“这有点奇怪……”
“太奇怪了，电子的自旋扩散是波，一般地说，波遇到障碍会衍射对吧，绕过障碍物，对不对？所以掺杂之后那些波去哪了？我的线人怎么就沉默了。 ”
瘦弱腼腆的安德森此刻陷入深思，目光注视着桌面，仿佛那有一个深邃的世界：“还需要案件细节……”
“这是案卷，实验室内部资料谨慎查阅啊。 ”
【『物理』彪悍的人生不需要解释，物理学界的大侦探——安德森】 “不，我说的是，先去案发现场。 ”
“侦探先生，现场是块小小的实验样品，丢的是咱的宝贝电子，而咱们是活人啊。能进现场我就不做实验了，也犯不着找您这个大侦探啦。 ”
安德森像在自言自语：“侦探必须去案发现场。但去案发现场的，只能是电子。 ”他信步踱开，抬头出神，仿佛徜徉在什么地方。
费赫沉默了，他让思维跟上眼前的情况。
“波函数， ”安德森一边让思维步入案发现场，一边让思考回到最舒适起点，任由语言信马由缰， “量子力学和场论是对的，至少在眼前，我们需要晶格中的量子场论……”