网络和图论

原文在新浪博客

网络这一阵很热. www网在很大程度上改变了人们的生活方式. 细胞可以描述为由化学反应连接的网. 电话网, 文章的引用等等, 都可以用网络描述. 对于网络背后的基础, 知道的人并不多. 网络的基础之一就是图论, 大数学家欧勒很久以前就研究过. 图论好像是计算机科学的必修课, 但学习计算机技术的是否修这门课就不得而知了. 现在很多地方对于掌握计算机技术的定义好像是会用Windows就行, 哪自然是用不着学习图论的.

其实, 经典的图就是一对集合的集合, G=(V, E), V是一些顶点的集合, E是连接某些顶点对的边(线)的集合. 图在理论物理中很有用, 费曼当年做量子电动力学的微扰论, 就靠画图, 结果往往一个晚上就能算出别人花半年才能算出的结果. 后来搞清楚了, 按照某种规则画的费曼图和微扰论级数完全对应, 证明这一点的是戴森, 一个英国的数学家, 当时在普林斯顿高等研究所, 此后, 戴森就成为理论物理学家了. 由于戴森的证明, 画图的费曼, 利用泛函的薛温格和一个使用正统工具的日本人合得了炸药奖.戴森则一直没有机会去斯德哥尔摩去过把得奖的瘾. 后来, 戴森就改行写畅销书了. 其实, 薛温格的泛函就是费曼的图的生成泛函. 在统计物理中, 非理想气体的微扰论也是图论, 配分函数就是买厄图的生成函数, 自由能是连接图的生成函数, 而热力势是不可约图的生成函数. 李政道先生的《统计力学》把这一部分讲的非常精彩, 可惜现在的大学, 研究生的统计物理都不学这些, 只算算第二位力系数就糊弄过去了.
在复杂网络研究中经常用到随机图论, 通俗地说, 就是让E中的线随机地和V中的点对连接. 这方面开创性地工作是Erdos和Renyi两位匈牙利的数学家做的, 时间大约是上世纪的50年代末60年代初.他们最早考虑的是N个顶点, n条线, 每对点被连接的几率相同. 所以图的总数就是N(N-1)/2 个顶点对中取出n个对的方式, C(n, N(N-1)/2), 每个图出现的几率都相同.
另一种随机图的定义是说每一对点被连接的可能性(几率)是p, 这样, 如果给定了N个点, 连线则是一个随机变量, 它的平均值(数学上好像叫做期望值)是p(N(N-1)/2). 显然, 得到一个n条线的图的几率就是 p^n(1-p)^{N(N-1)/2-n}.
图也可以 用矩阵来表示, 如果给N个点编号, 例如从1到N, 我们就可以对每一个特定的图写出一个矩阵, 如果点i和j相连, 则对应的矩阵元取1, 否则取0. 这样, 就可以建立图和矩阵的一一对应关系. 代替研究图, 我们也可以研究这类矩阵.
描述图需要几个特征量, 一个是它的度(degree). 如果与某个顶点连接的线有k条, 就说这个顶点的度是k. 对于由有向线连接的图, 还要区分入度(in-degree)和出度(out-degree). k 的分布则给定了随机图的局域连接的状态. 第二个重要的量是图的直径. 如果我们取每一条线的长度是单位长度, 图中的任意二个点可能直接连接, 我们说这两个点相距为1; 也可能通过别的点间接连接, 其距离是从其中一点到另一点的最短的路径上的连线数; 当然, 也可能不连接, 那它们之间的距离就是无限大. 互相直接或间接连接的点构成集团, 一个集团中任何两个点之间的最大距离定义为集团的直径, 而一个图的所有集团的直径中最大的那个则定义为图的直径. 随机图的直径一般都很小. 第三个特征量是成团系数, 如果图的一个顶点有z个最近邻顶点, 这些最近邻顶点可以构成z(z-1)/2个可能的对, 这些对中平均来说有y个被连接, 则y与可能的对的数目之比为成团系数.
SCI这几年在我国的科学界炒的很热, 其实, 论文的引用就是一个简单的网络. 在某个给定的集合中每一篇论文是一个顶点, 而引用构成连线. 这个引用的网络是有向的. Redner研究了ISI的783339篇论文和Physical Review D 1975—1994年间的24296篇论文的引用网络, 发现一篇文章被引用k次(in-degree)的几率符合幂次规律, 并发现这个指数大约等于3.
一种非常有趣的网络是所谓的小世界网络,在最近几年,这是研究的热点之一。其中特别著名的一个早期的关于小世界网的例子是所谓的6度分离。在世界上随便找两个人,通过这两个人的熟人建立联系,平均说来,中间需要6个人。6是个很小的数字,这个结果有点出乎预料之外。但是,如果你在坐火车的时候喜欢闲聊的话,你会经常发现你的邻座竟然认识一个你的朋友,这其实就是6度分离的一个例证。
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访问宁夏大学

这是两年前写的,发在这里,以为留档。宁夏大学的物理实验室这两年有非常大的改进,这是让人高兴的。
做为教育部指定的东西部对口支援学校, 为了了解宁夏大学的实际情况和探讨支援的办法, 我们系里几位老师访问了宁夏大学. 此前, 我个人曾访问过几次. 我是做理论的, 前几次都没有看实验室, 也很少关注教学等方面. 这次几位老师参观了宁夏大学物理与电气信息学院的物理教学实验室, 同他们的教学老师座谈等, 非常震动. 由于投入严重不足, 教学, 实验的仪器等非常落后, 很多实验根本开不出来. 但另一方面, 10年前世界银行贷款买的一些很好的设备从来没有真正使用过(没人会用), 在教学设备的采购上, 现在教育部的拨款采用的是政府采购方式, 浪费很大, 基本上有一半用不上或不适用. 看来, 东西部的大学之差别比东西方还要大, 开发西部, 刻不容缓.
宁夏中部, 包括银川, 是西北最富饶的地方之一, 黄河从这里流过, 只有水利, 没有水患. 银川很漂亮, 也很干净. 这里目前工业很少, 污染很少. 但最近几年市政建设很多, 不知当地政府的打算, 如果为了引资而引入污染工业, 那就毁了这个赛上明珠. 银川的生活节奏比较慢.
在银川喝了很多贺兰山干红, 干白. 这是银广厦出的一种葡萄酒, 葡萄也是他们自己种的, 产于沙漠, 质量很好. 弟弟在这个厂当电工, 所以可以喝到免费的酒. 由于前几年银广厦作假帐, 名声搞坏了, 这个酒又没有广告, 知道的人很少.
西部大学的实验室,特别是教学实验室的建设, 应该立足西部的实际情况. 如我说的那些设备(如NMR), 做为教学实验室的设备, 其实西部大学并不需要. 而建设一个很像样的物理教学实验室, 需要买很多东西, 开发很多东西, 但花钱并不多, 一台NMR的钱也就差不多了. 问题在于, 学校很难拿出这笔钱, 而外来的支援有很多附加条件, 包括买谁的东西, 买什么等.
我们实验中心的几位老师正在帮助宁夏大学物理实验中心做一个具体的改造方案, 这是一个我们自己也没有试过的方案, 因为宁夏大学校方能够提供的经费大约20万RMB, 我们希望最大限度地发挥这点投入的作用, 使他们的实验室有本质上的
改变. 当然, 我们也打算送一些我们自己开发的实验设备. 宁大的学生给我们的感觉是淳朴, 好学, 守纪律. 去 访问的几位老师都很感动. 通过实地访问, 几位老师都感到面对这些学生, 我们有义务设法改变他们的学习条件.
支援西部, 我想有两个方面, 一是改变西部人的思想观念, 适应市场经济, 这个需要一个长期过程, 也不是我们这些老师可以做到的; 二是在具体事情上, 实实在在地解决一些问题, 我觉得, 我们实验中心如果能帮助他们提高实验教学的质量, 注意到每年有2000–3000人会在这个实验室训练, 这些学生的大部分将在宁夏就业, 其作用还是有的. 做为老百姓, 我们能作, 而且一定能够做好的, 就是在具体问题上的实实在在地帮助.
贺兰山干红的市场价大概是30-40RMB, 口味确实不比法国的差, 但国人目前大多不喜欢喝干红(有点涩), 更喜欢10元一瓶的勾对葡萄酒.
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关于民科和我的道歉和狡辩

前两天写了篇关于我国几个最重要大学和廖凯原的博文:民科?廖凯原教授的伟大理论和宣言 。在那里,曾经给这几个大学的法学院捐款,从而 登上讲台宣讲其理论的廖凯原,被我称为了民科。由此, 有几位自认为是民科的博主表示了不满。我绝对没有把你们与廖民科相提并论的意思,如果我的博文冒犯了你,对此,我 表示诚挚的道歉。同时,也有一点抵赖(disclaimer):我这里说的民科是特指的,你们真的没有必要自我代入。

民科这个词,是有特别含义的,而不应从字面上解释,更不是与所谓官科对应。我没有考察过这个名词的来源,也不知道是谁首次使用了这个词,但其流行大概和田松的一系列文章有关,在一篇文章中,田松特别讲了民科和业科(业余科学家)的区别。卢昌海也有若干关于民科的论述。大体上,在我的心目中,民科是一个贬义词,是专指一类人的。在这里,我不想,也没有能力给这一类人一个明确的定义,但列出一些比较典型的民科并非难事。不过,我也不准备列了。按照我对于民科的了解,即使不列,也会成为靶子,如果列了,几乎肯定给小编带来巨大的删评论的工作量。但是,我想在这里列出几位肯定不是我心目中的民科的人和这里的博主:如爱因斯坦从来就不是民科,而是一位受过严格科学训练的科学家;李兆良博主关于历史的研究,其严谨和规范的科学方法,我非常尊重敬佩,完全与民科不沾边;陈楷翰博主的研究,我没有关注过,大体浏览了一下他的博客,也没有找到民科的痕迹。

我个人以为,在经过十几年积累,民科这个词已经具有了特定含义的今天,对于以科学的方法从事某种个人研究的研究者,无论其身份如何,除非自我调侃,都不应该被称为或自称为民科。实际上,维基百科必应词典百度都有民科的词条。请各位自认为是民科的博主去对比一下,看看能不能对号入座。如果能对上,那么恭喜你,你就是民科;如果对不上,就再不要把自己当做民科了。不谈历史和背景,单看名字,民科当然是个中性词,甚至还可以当做褒义词用。但是,“小姐”,“先生”这些词都成了骂人的词了,就不必纠结民科这个好词被糟蹋了这件事了吧。

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民科?廖凯原教授的伟大理论和宣言

这两日在微信圈和微博上在传播一篇稿子:“北大清华复旦交大的节操值多少钱” ,说的是一个叫做廖凯原的人给这几个学校捐款,成为教授,讲课以及所讲内容的事,图文并茂。

几年前,就注意到交大的法学院成为凯原法学院了。现在,位于徐家汇校区的法学院大楼,成为坐落在校园中央,破坏整个徐家汇校区的建筑风格和文化传统的又一个建筑。

原以为廖凯原就是捐钱买名的资本家。对于这样愿意捐出大笔钱支持教育的资本家,我一向都是怀着深深的敬意。如曾经捐建了宁波大学和交大包兆龙图书馆和包玉刚图书馆的包家父女。但粗略查了一下,廖凯原并不仅仅是捐钱买名,还是名誉教授,中心主任。而且,还要做讲座,上课。对此,我也深以为然,能成为资本家,自有过人之处,给年轻人教几招赚钱之术,或者灌点鸡汤,也没有什么坏处。但是,拜读了廖凯原教授的大作“轩辕召唤”,我还是被彻底地惊呆了。

我不知道如何称呼廖凯原了:教授?民科?… …

前一阵,这里有关于民科的讨论,哪个民科,敢和廖凯原比个高下?有兴趣见识一下的,请浏览廖凯原的大作 。或者就看一下这张图:

这样的理论,可以堂而皇之的在号称中国顶级大学的北大、清华、复旦、上海交大宣讲,就因为廖凯原捐了钱?!这些顶级大学真的穷到这个地步了还是完全没有节操了。

转引一句 “北大清华复旦交大的节操值多少钱” 中知乎网友姜源的话结束吧:“廖凯原先生能够以一人之力,扒下国内四家法学院的底裤,一定可以载入中国法律教育的史册。 ”

下午要上课,备课去了。

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遭遇另类的科学家

注1:自1978年初入南京大学物理系始,即开始物理学的认真学习与研究,至今37年有余,虽发表文章百余篇,但无一能够拿出来炫耀。显然不是一个成功的科学家。

注2:在近30年的研究过程中,从各种渠道获得过数次官方资助,但大部分的研究并没有申请资助,往往一时兴起,想出一个练习题,算上一通,看看好像没有人算过,也就拿出去发表了。有一些被审稿人痛批为胡说八道,胡思乱想;也有些被认为是没有发表价值;这些或通过据理力争最终发出去了,或自我感觉审稿人说的似乎在理,就留下了。大体而言,被拒而没有发出去的文章大约有发表了的文章的三分之一左右。还有一些,做完了,发现有人做过了,也就留下了;或者做完了,自己感觉不值得拿出来,也留下了。这一类的总数比发表出去的稍多一些。据说民科的特征之一就是成果得不到发表,而我的成果的一大半都没有发表,所以似乎也可算作是民科。

在过去的二十几年,曾经和几位自认为做出重大成果或认为物理学这一块或那一块错了的研究者打过交道,这里追记几个印象比较深的,留作资料。我不想把这几位称作民科,因为每个人情况不同,不足以提炼出能作为民科特征的共同点。但他们确实不能算作正规的科学家,且称其为另类的科学家吧。这里的另类没有贬义。

最近,在科学网见证了一位我认为可以称之为民科的博主。这位博主的博文和其后的评论与回答基本上提供了一个我的心目中的民科的标本。

研读宇宙斥力理论,终不得要领

在读大学的时候,大约大一下或大二上,一日中午,下课后回到南园直奔三食堂,在食堂门口有一中年人(也许30来岁)在散发一本小书,我也赶快上去抢了一本,书名是《宇宙斥力理论》。作者的名字已经忘了。这本书我保留了很长时间,好像是在1988年研究生毕业,离校理东西的时候才扔掉的。

在拿到这本小书的差不多大半年时间内,我曾经多次试图去读懂这本有很多公式的小书,甚至一遍又一遍仔细地一面试图理解书中文字的意思,一面把书中的公式推导出来。但终于没有读懂。那一阵,自尊心颇受打击。

 

朱灿生理论横空出世

大概是大二或者大三的时候,南京大学突然出现了一件轰动的大事。天文系一位名为朱灿生的老师,在文革中的劳动改造期间,一边劳动,一边探索,通过分析月球的运行规律,建立了一个无所不能的物理学理论。在一个学生组织的精心安排和组织下,朱老师在学校做了几次讲座。我听过一次。

大体上,朱老师似乎认为量子力学等现代的物理学都是错的,他建立了一个更好的理论。印象最深的是朱老师在讲座中说,用量子力学算激光,用计算机也算不清楚,用我的理论,只要会打算盘,就能算出来。朱老师的讲座,特别有激情,有相当大的煽动性,一批年轻学子往往听得热血沸腾。讲座结束,很多人围着朱老师问问题,讨论,久不散去。那次听到的具体内容已经忘光了,只记得好像朱老师为氢原子建立了一个立体的能级结构,然后告诉我们,量子力学只能算出简单的能级,而他的理论中,能级是立体的,…。

当时,物理系和天文系确有几个同学受朱老师的影响,拒绝学习量子力学课,而是跟着朱老师做研究。这几位同学在后来毕业时,因为必修课未修,好像遇到了一点麻烦。

那个时候,校园的讲座比较多,同学们也特别用功,赶着听各种讲座。同样是天文系的陆埮老师也做过几个讲座。在比较了朱老师特别富有煽动性的报告和陆埮老师一脸严肃,没有废话,条例特别清楚的讲座后,直觉朱老师的理论可能不大靠谱,于是没有再去听。后来,物理系的几位教授和天文系的几位教授与朱老师有过一次交锋–好像是公开辩论。我曾经听到过物理系的两位教授在谈起此事时大发雷霆,直指朱老师胡说八道还误人子弟。

那是一个热火朝天的时代,人体特异功能,耳朵认字是当时的热潮之一。朱老师的理论的卖点之一就是对于耳朵认字的解释。过了一段时间,可能是由于物理系和天文系的若干教授的强烈反对。朱老师的公开讲座好像停下来了。但他的研究大概没有受到太多影响。现在,30多年过去了,当年强烈反对朱老师的几位教授,有的已经去世,有的在安度晚年;因朱老师而毕业受到影响的几位同学,现在也应该年过半百了。朱老师应该年龄很大了,或许正在安度晚年,也许已经驾鹤西去。无论如何评价朱老师,他在那个时候,在南京大学留下了一道痕迹。

 

傅信镛擒妖

1988年初分配到上海交通大学工作,报到不久,在理论物理教研室十几个人共用的办公室遇到了同是理论物理教研室的傅信镛老师,他和我讨论很长时间(大概有3小时以上)的热力学第二定律。显然,傅老师对于热力学第二定律及相关的一些内容有过很刻苦的钻研,理解的也很透彻。同时,傅老师也给我介绍了关于Maxwell妖以及他的看法。结论大概是Maxwell妖是存在的,他要去找到并抓出这个妖。

后来,从其他老师处陆陆续续了解到,傅老师原是徐汇中学的物理老师,因对Maxwell妖特别有兴趣,设计了若干个实现Maxwell妖的方案。其中之一是利用两个并排的金属片,外加一个磁场,一个金属片发射的热电子中能量高的一部分因磁场的作用会落到另一个金属片上,最终在两个金属片之间建立起电场。如果从两个金属片引出导线,并连接负载,就可以对外做功,从而实现了从热(环境的热)到功的转换。这个方案如果成功,显然违背热力学第二定律。傅老师带着这个方案,拜访了不少物理学家,包括王竹溪,郭敦仁,钱伟长等人。大多数人对他的方案不看好或直接予以否决,王竹溪曾经给他仔细讲解热力学第二定律及其背景,指出违背热力学第二定律的结果是不可能的。但也有少数专家对他的设想给予支持和鼓励,其中对他影响最大的是钱伟长和方俊鑫两位教授,在这两位的支持下,他获得了1000元的经费,同时也调到了上海交通大学做实验来验证他的结果。

傅老师设计,并在某电子管厂加工了若干个封装了两个金属片并引出导线的真空管,并在磁场下做了测量,似乎是测出了电流。但是,他的管子里面好像还封装了用于对金属片加热的装置,因此,这个测出的结果并没有得到认可。1000元很快就用完了,傅老师没有得到后续资助。但他并没有放弃,曾经花过一段时间学习英文,打算去美国做这个研究,但似乎没有找到能资助他的地方,不过傅老师的英文还是大有长进的。在交大,开始给他安排的是热学课程,因为他对这一块最熟悉,但后来有老师发现他在课堂上大讲他的看法,对热力学第二定律太多批评,认为很不合适,就让他改上理论力学课了。作为同事的十几年中,傅老师好像一直在设法做实验,也似乎一直没有成功。

再后来,傅老师退休了。退休后在一些民办大学教物理,赚了些钱,于是,他又开始自费做实验了。这一次,他的管子里没有加热设置,完全处在环境温度下。磁场改用一块永久磁铁而不是电磁铁。最关键是买了一台灵敏度很高的电流计。终于在制作出的若干个管子中找到了一个有电流输出的管子。然后,已经年过70的他,背着他的管子,电流计,磁铁,在多个地方做演示。我也为他安排在交大物理系做了一次演示,但遗憾的是来看的人很少,好像不到10个人。印象中,电流表指示的输出是稳定的;电流的大小随磁铁离开管子的距离变化也很清楚;磁场反向时,电流也反向。当然,电流的绝对值非常小,似乎是在几十或几百个fA(十的负十三次方)。傅老师认为他的结果完全证明了Maxwell妖的存在,从而实现了从单一热源获得能量并对外做功。但是,也有一些看过演示的人有各种疑问。我曾经建议他把这个实验结果认真总结一下发表。后来,听说傅老师到处演示,试图说服大家接受他的结论。

那么,傅老师的这个结果到底应该如何看?我自己也觉得有点疑惑。他的系统已经很简化了,系统包括了一个真空管和封装在里面的两个金属片,一块磁铁。然后,这个系统似乎是从单一热源(环境)吸收热量,并以电能的方式放出(如果把电流计作为负载)。但是这里有几个问题:1,这个实验结果是否是真的?因为没有人重复过他的实验。事实上,这个实验并不难,但确实没有实验家去重复。2,这个结果如果是真的,是否违背了热力学第二定律?违背热力学第二定律是一件大事,这是因为建立在两个定律之上的热力学能够给出很多很一般的关系,这些关系与现有的实验事实都符合。特别是,历史上制造永动机的所有的尝试,都还没有成功过。其实,有一些看过演示并相信其结果的老师和学生也认为不会违背热力学第二定律,但这些人的解释不尽相同。

这里面其实有一个很大的实际问题,输出的电流太小。如果把它作为一个电流源,外接一个电阻为200欧(如发光二极管)的负载,其输出功率大概是十的负二十次方瓦的量级。从而完全没有实用价值。我想这也许是实验家没有兴趣去重复的原因:一方面完全不具备实用性,另一方面相信不会有违背热力学第二定律的事情发生。

我个人当然对这个身边发生的事情应该有一个态度。我的认识是:1,傅老师不可能故意造假。尽管他在这个问题上过于执着,且千方百计的要得到这个想要的结果,但不会通过蓄意造假去获得;2,傅老师的实验结果确实和热力学第二定律相违背;3,最重要的一点在于,热力学第二定律并不需要在他这个系统中成立,更明确一点,这个实验和热力学第二定律完全不相干。理由在于,如果根据他测量出来的电流的数字反推回去,我们可以发现,在他这个差不多10厘米尺寸的装置里面,在某个时刻看上去大约只有几十个电子在两个金属板之间转移。对于几十个粒子而言,谈论热力学第二定律是毫无意义的。热力学第二定律说的是宏观的热力学系统!如果推论多个傅老师的装置合起来可以达到可观的电流输出的话,那么大概需要几千万个这样的装置组合起来才能加出毫安量级的电流!

傅老师几十年来坚持不懈的努力去证明Maxwell妖存在(也就是否定热力学第二定律)。最后的结果对他个人来说,是大致上满意的,他自认为已经完全做到了。但是,认可他的实验结果的人有一些,但认可他的结论的人很少。傅老师已经七十多岁了,精神和精力都还很好,他一定会继续演示,继续试图说服大家接受他的结论。
杨本洛:三百年的物理都是错的

上海交大有两个主要校区,一个是徐家汇校区,另一个是闵行校区。目前学校的主体都在闵行校区了,但有很长一段时间,物理系的研究生在徐汇,本科生在闵行。我在两个校区都要上课,因此经常坐校车来往于两个校区之间。校车开行大约一小时,这是一个相当好的传播八卦,认识朋友的场所,特别是在没有QQ和微信的年代。

有一次,我边上坐了一位瘦瘦的老师,看上去很精明干练。他问我哪个系的,我说物理,他就开始和我讨论起物理来了,好像是问我如何看待Prigogine,我大概是说Prigogine做了很不错的工作,建树很多,但有时候把一些物理概念外推的太多,…。他也许是从我这里听出了对于Prigogine的不敬(?),一下子就兴奋起来,说他第一次听到有物理学家对Prigogine这样说,他原来听到的都是对Prigogine的膜拜,…。然后,他就开始讲他的对于物理学的看法,大致上就是数学处理不严格,逻辑体系有问题,Blablablabla…,我基本上只能听着。终于有机会讲话了,我说,对于理论物理的题目而言,第一重要的不是严格,而是先试着算出个数字来,去和实验结果比较看能不能对得上。他立刻打断,说物理学的根本问题就在这里,不讲逻辑,只凑与实验符合,blablabla….。车到站了,他很客气地告别,说讨论的很高兴,希望下次再讨论,互道再见。

过了几天,与住在同一小区的一位做流体力学的老师说起此事,这位老师告诉我这个人肯定是杨本洛,是他们系的老师。然后说了一些他的情况:江苏某个学校硕士毕业后留校,研究流体力学,认为流体力学的几个什么理论是错的(这个老师告诉我了,我确实不懂,也没有记住,好像其中一个是边界层理论?),然后就找力学界的人,写文章,但力学界的人都不认为这些理论错了,文章也发不了,也申请不到研究经费。因为在那个学校教《工程热力学》,又发现热力学的一些问题,于是又开始热力学的研究。因为没有经费,工资又低,虽是理论研究,但也要买书,查资料,到处跑找人,…,搞的家徒四壁。在这个过程中,虽然没有能够发表文章,但把研究的结果写了数十万字的书稿。后来,上海交大一位做传热学的老先生知道了这个人,深受感动,在老先生的强烈建议下,杨本洛调入上海交大,当时学校主管科研的常务副校长批给他一笔数额很小的经费,支持其研究。

再后来,就不断听到杨本洛教授的一些事情,大体上是他已经从流体力学,热力学进化到整个物理学了,而他似乎发现从牛顿力学到量子力学的三百年的物理学都有严重的问题。由于种种我所不知道的原因,虽然杨本洛得到了校长(即前面的那位常务副校长)的大力支持,但他在他所在的系似乎受到了一些压制。例如,他开的一门研究生课,专门讲他的流体力学和热力学研究,但没有研究生选这门课,杨教授发现是这个系的导师们都反对自己的研究生选,等等。

于是,校长召集了一次沟通会,把杨教授,其所在系的领导,物理系的领导和几个教授,以及交大学报的主编,出版社的主编召集在一起,商量能否把杨教授调到物理系,为他成立一个研究组,理由是他的研究与物理学的关系更紧密,同时商量如何支持杨的文章的发表问题等。会议开始,先请杨教授给物理系的教授介绍一下他的近期工作。我是物理系参会的一员,当时,他介绍的工作是他发现Maxwell方程是错的,印象中他好像开始时说Maxwell引入位移电流的逻辑上有问题,等等。我当时打断他,说引入位移电流的逻辑有没有问题不重要,现在已经有了这一套方程,你可以不用管方程是怎么来的,只要方程解出的结果都和实验符合就可以了。他接着说,因为逻辑上的错误,导致位移电流的符号错了,位移电流的符号应该翻过来,…。我当时年轻气盛,立刻反驳,告诉他绝对不可能,因为如果位移电流那一项的符号反过来的话,就不可能有电磁波的解,而电磁波的存在难道也要否定?当时,好像是把杨教授给冲懵了。不过,他没有激动,还是很从容地继续要说Maxwell的逻辑错误。校长看到这个状况,就没有让杨继续讲下去,说看来这个方案不现实,在另一个系,还没有当面吵架,现在当着校长的面就吵起来了,杨本洛到了物理系肯定会有更多问题。杨本洛调到物理系的设想就此终止。然后就散会了。我们走了之后,他们又商量了出版事宜,结论是请杨把他的成果整理成文,交给学报,由学报按照正常途径送审。同时,把书稿交出版社,由出版社找专家审读后出版。

发表文章和出版书的结果是:文章没有送审,因为杨教授提交到学报的文章非常长,而且不规范,且又拒绝按照学报的规范(其实也就是所有科技期刊的格式规范,如文章的长度限制,格式等等规定)修改。书稿之一送给了物理系的一位老教授审阅,当老教授看到其中一节说Lorentz变换不构成群,因而狭义相对论连理论都不是时,大为光火,写了个彻底否定的意见交给了出版社。这位老教授后来给我说到此事时还很激动,“竟然说Lorentz变换不能构成群,简直是污蔑物理学家的智商!”,我当时好奇,问这位老教授杨的书中有没有论证,他说,有一堆公式,但他没有看,如果那一堆公式论证了Lorentz变换不构成群的话,那些推导肯定是错的。不过,这套书后来由交大出版社出版了,校长还写了前言。我随后也失去了好奇心,至今不知道杨教授论证Lorentz变换不构成群的过程错在何处?

在交大换了校长后,杨本洛教授就失去了支持,年龄也到了,退休了。
陶宗英教授大战量子力学

陶宗英教授研究生毕业于复旦大学数学系,分配到上海交通大学数学系工作。他的硕士论文好像就是关于挑战量子力学的。到交大后,他发现了两本量子力学的教课书对于一个量子力学最简单的问题,一维无穷深方势阱的处理不同,给出的答案也不同。这两本书一本是Landau的量子力学,另一本是Pauli的量子力学。Pauli和Landau都是著名的理论物理学家,诺贝尔奖获得者。由此出发,陶宗英得出量子力学本身一定是错误的结论。他的理由很简单,两个诺贝尔奖获得者对同一个量子力学问题给出不同的答案,那么量子力学一定是错了。

我曾经仔细看过这两本书对于这个问题的处理。求的是基态的动量分布,Landau的书按照量子力学的标准方法,先解出基态波函数,然后把基态的波函数用动量的本征函数–平面波展开,求得动量的分布;而Pauli则只看阱内的波函数,因其为一个左行和一个右行的平面波的叠加,直接得出动量的分布是两个Delta函数之和。如果势阱的宽度足够大,Landau的结果趋于Pauli的结果。严格说来,Landau是对的,Pauli的不对。因为Pauli没有考虑阱外的波函数(应恒等于0),但动量的本征函数是定义在全空间的。在实用上,这个问题大概在粗略考虑一块材料对于电子的约束时,可以作为一个模型。在这类问题上,因为阱的宽度是宏观大小,可以看作趋于无限大,两个结果是完全一致的。陶宗英坚持认为是量子力学本身的问题导致了这样两个不同的结果。

接下来的进展和很多类似事件非常相似。陶写文章,审稿通不过,或者不送审,直接拒稿。于是,他开始在校内做了数次报告,每次都亲自发广告,贴海报,希望争取学生。同时也通过找领导,找媒体来扩大影响。当时,上海交大校报的主编,同时兼文汇报通讯员非常同情和支持他,在校报上发了几次陶宗英的文章,每次都被物理系的研究生写文章反驳。来来回回讨论了几次。不过,物理系的研究生和其后面的老师的反驳其实并不是干净利落,他们反驳的核心是说Landau和Pauli都对,Landau和Pauli用的是不同的边界条件,即Pauli用的是周期性边界条件,这是固体物理中常用的处理技巧。但陶宗英坚决不认账。对于物理系的学生和老师而言,这个问题是清楚的,但他们总是不愿意说Pauli不对。这个事情的高潮是校报的主编以文汇报通讯员的名义写了一个交大老师挑战量子力学的报道,刊登在文汇报的头版,这张报纸又被在交大的多个海报墙,橱窗内张贴。

中科大的张永德教授在他的量子力学教材中专门写了这个问题,也批评了陶宗英的一些特别夸张的说法和文汇报的报道。我认识陶宗英,且多次闲聊,也交流过这个问题。实际上,陶宗英对于这个问题是明白的,但他确实认为量子力学有问题。之所以非常夸张的提出这个问题,是因为问题很简单,而且涉及教课书和诺贝尔奖获得者,所以便于炒作和引起重视。他的目的,是希望由此获得资助,招一批人和他一起去花时间质疑量子力学。当然,这个目的并没有达到。在私下,与陶宗英的交流还是很容易的,而且他也能听得进不同意见,但是,他也非常坚持量子力学是错的。陶宗英退休后,没有继续做这些事情,而是在过一个正常退休老人的生活。
各路大侠过招,指东打西

2011年,上海市科协原副主席,现任老科学家协会会长陈积芳先生打电话给我,商量一件事情,我当时是上海市物理学会的秘书长。大致情况是,有一位来自崇明(或奉贤?)的退休的中学物理老师(名字想不起来了)做了一个实验,实验结果与相对论的推断不一致,然后就找领导,找媒体要求鉴定他的结果,认为他推翻了相对论。然后,某个领导(我没有问是哪个领导,他也没有告诉我)批示让科协来处理此事,科协请他来做。为这个事,不知是哪个机构支助了一笔不小的经费。他让我帮他出个注意,如何做比较好?我问他有什么打算,他说请几个专家,开个研讨会,请这位老师讲一下,再讨论讨论,如果能做个结论最好,做不了结论也行。

按照我的经验,如果这样做,根据请的专家的不同,或者吵的不可开交,而且是各说各的;或者专家一言不发,听完就走路。做结论不大可能,如果彻底否定了,这个老师可能当场气晕过去;而要专家们做出个肯定的结论,也肯定不可能。我建议他把这个会扩大一下,把那些经常找他们的,做了一些自认为不错的研究又得不到重视的人请一些来,每人安排半个小时介绍其工作,每个报告后面安排一点讨论。开完会或开会前找个领导,或直接由他讲几句无关痛痒的话,这样,我估计就能交帐了。我同意参加这个会议,但最好不发言。

然后,陈先生就组织了这样一个会,把我,还有上海技物所的一个研究员作为专家请去参加,同时作为专家的还有几个人,其中之一是从北京请来的一个姓范的老先生。会开了一天,这个中学老师讲了一个多小时,大致是说用一个医用的加速器打出来的电子做实验,发现不同能量的电子在一个固定磁场下的回转半径都相同,然后通过量热学方式测量,动能也大致相同。我当时的第一反应就是他测量的就是相同能量的电子。后来,有一位来自北京,似乎是做过加速器技术的老先生问他的不同能量是如何确定的,他说加速器上有能量调节的开关。这样,我几乎可以肯定他用的就是同一个能量,要么加速器的调节开关坏了,要么是他根本就不会调能量。或者,能量确实变了,但磁场联动,仍然可以保持回转半径不变。这位老师也做了一些理论分析,遗憾的是里面有明显的错误,例如,有一处一个简单的求导数也算错了,这是一眼就能看出来的。坐在下面的一位老先生指出了这个错误,休息时,我特地看了这两位老先生的胸卡,北京那位的名字想不起来了,指出求导错误的就是科学网的张操博主。讨论没有结果。其他每个人都展示了他们自己的研究。在整个过程中,发表评论最多的是北京来的那位姓范的老先生,老先生口若悬河,居高临下,发表了不少高论,不过没有任何实质性的内容。我和技物所的那位研究员坐在一起,后来就一直在说悄悄话。去的时候,还担心万一要发言,不知如何讲,讲什么。后来发现担心完全多余,参会的各路大侠发言非常踊跃,虽然绝大多数人没有听懂绝大多数发言,但讨论之热烈,发言之积极,比我参加过的大多数学术会议要好得多。会议开了一天,陈积芳会长晚上又宴请了参会的各路英豪。我编造了个理由,没有参加晚宴。
找上门的壮士们

1,甘肃来的老者

大概10余年前,2005年左右,我接待了一位来自甘肃的上海老先生。这位老先生当时大概有70岁以上了,穿着有点土气,有点像是西北的风格,看不出上海老年人的气质。他告诉我年轻时从上海到甘肃某个厂工作,最后做到工程师,退休后在当地生活。这次是回上海看女儿和外孙等,顺便和上海的专家交流一下。他当时提出了一个问题,光子是否存在?我回答当然存在。然后,他说,光子的速度是光速,对吧。光速很快,但是,光子打到我们身上,我们为什么感觉不到呢?我说,光子的动量太小,所以给予我们的力太小,感觉不到的。他说,比如一粒米,很小吧,速度如果比较大,打到人身上也是很厉害的,光子的速度如此之大,怎么就能感觉不到呢?于是,我大概花了半个小时给他解释光子的动量为什么很小,然后又算了一下一粒米在一个很小的速度下的动量和一个可见光光子的动量,让他看这两个数字的巨大差别。他看上去是非常认真地听完了我的解释,说了一通很客气的感谢的话,然后又回到起点,说光子的速度这么快,打到身上没有感觉,这肯定不对。然后,他说,我认为光子一定是不存在的。我很无奈,也有点火,我说,给你仔细解释了半天,也把数字算出了,你怎么还是说不通呢?老先生听我说完了,又说了几句抱歉之类的话,还是说怎么可能感觉不到呢?然后站起来,从包里面掏出两张报纸上一小块的复印件,好像是他们当地的一个什么晚报,报道的是某某工程师经过多年研究,发现光子并不存在等等。他把这两张纸很郑重地交给我,请指教等等。我们就这样告别了,我把老先生送到办公室门口,他一再不让我送出门,说了不少感谢之类的话,慢慢地走了。我在办公桌前坐下来后,把两张纸拿起来,想扔进废纸篓,但不知为何又没有扔,放在了办公桌上。这两张纸在我的办公桌的一个角上放了很久(可能两三个月之久?),最后,还是进了废纸篓,在这段时间,我也没有再去读一下上面的文字。

2,张校长之问

2008年年底,在上海市物理学会年会上,上海交通大学校长张杰做了一个报告,讲到了能源问题,介绍了ITER项目。第二天,有一位号称某个公司的老总来找我。他先找到系办公室主任,系办主任可能被他的气势给迷惑了,就打电话给我,说一个什么能源研究所的领导希望见面,探讨合作事宜。在系办主任的陪同下,一位西装革履,身材高大笔挺的中年男子,带着一位稍微年轻一点的男子(也许是秘书),来到了我的办公室,先给了我一张名片,名字已经不记得了,印象中名片上印的是国防科工委什么中心的副总工程师,什么研究所的所长。然后坐了下来,开口就说,我解决了张校长之问。我当时一头雾水,完全不知道张校长之问是什么,只好先请教。他说,昨天的会议上,张校长的报告中提出的能源问题,我有办法解决。然后,他对着我侃侃而谈了一个多小时,说实在的,除了他说他解决了什么重大问题,得到那些专家,领导的重视之外,别的东西我完全没有听懂。快结束时,他说,他解决了冷核聚变的问题,这就回答了张校长之问。我当时的身份是上海物理学会秘书长,又是物理系的副系主任,有点无奈地听完了这一切。在介绍的过程中,他先后拿出了若干份印刷精美的资料,介绍完之后,把这些资料留给了我,并希望能转交张校长,然后就起身告辞了。送走之后我发现他并没有提出合作之事和其它要求。

大约一周之后,他又一次来到我的办公室,这次没有通过系办,直接找来的。来之后,就问我对他的资料看了之后,有什么意见和建议,我只好说大致翻了一下,没有看懂。这基本上也是实话,我确实在他走后花了十来分钟把他留下的几份资料浏览了一遍,没有看出任何有价值的内容。他这次直接了当的提出了要求,希望我引见他与张杰校长见面,探讨他的研究所和交大合作开发冷核聚变事宜,造福中国人民,彻底解决能源问题。他在谈话中表达了因为上海交大是一个一流大学,张校长领导有方,很有远见,所以他才考虑与交大合作云云。我当时表达了两点:1,我不认可冷核聚变,最早报道的犹他大学的冷核聚变,我从一开始就是怀疑的,所以,在这一点上,我完全不认可。除非你有别人也已经重复了的实验结果,否则,我肯定不会认真对待。2,我也不认为张校长对这个合作有兴趣。而且校长要处理的事情很多,很忙。没有必要探讨了。对此,他表示遗憾,并表示他会考虑通过其它途径安排与张校长的见面。然后就告辞了。

此后,还给我打过2、3次电话,我每次都表示了相同的意见。再后来就没有联系了,好像也没有能够见到校长。
3,一位农民工的拜访

2010年的一天,一位大约30岁的小伙子闯入我的办公室。他在我们那一层楼挨个儿敲门,那天上午,其他老师都不在办公室,只有我的办公室门开着。小伙子来自四川农村,在上海的一个工地上打工。高中毕业。他说对物理学很感兴趣,对于宇宙的构成有很多想法,把这些想法都写了出来。他拿出一叠大约有20-30张纸,从上面拿了一张双手递给我,这是一页纸的介绍,是彩色打印的。然后掏出一个U盘,要把他的作品拷贝给我。他很抱歉地表示,因为经济困难,无力把作品打印出来送给专家,只好拷贝。我拷贝了下来,是一个很大的Word文件,打开后,发现有文字,彩图和很少的公式。文字使用了各种不同的字体,以及不同的颜色,看上去有点眼花缭乱。整个文章有150页左右。封面就是那张彩色打印的纸,有他的姓名和QQ号,以及一些其它介绍。

确认拷贝成功后,他很腼腆的说这些东西可能都不对,请老师看看,多提意见,同时也希望替他保密,他怕他的想法被人剽窃。我问他结婚了吗?他说结了,有一个女儿,3岁了,老婆和女儿都在老家。我问,你寄钱回去了吗?他说每个月都寄的。我当时有点感动,答应会看一看。然后把那张彩打的纸还给了他,告诉他有电子版就行了。他把那张还回去的纸又小心翼翼地放回去。小伙子走了以后,我开始看他的这个作品。但非常可惜,在看了两页之后,实在看不下去,这位小伙子的语文学得显然很差,表述的非常不清楚,再加上他自己未加定义制造了不少名词,根本看不清楚他在说什么。我写了一段话,大概是建议他不要花时间和精力做这个事情了。写好后,又觉得发给他不合适,最终也没有发。现在,那个文件和我写的那一段话也许还在我的某个备份的硬盘上。

4,霍金错了!

还是2010年,一日,办公室来一位50岁左右的男子,看样子像是推销什么东西的。一走进来,就说,你是理论物理的老师吗?我说是。他说,我告诉你一件很重要的事情,霍金的大爆炸理论是错的。我说,大爆炸理论好像不是霍金的,错了也有可能吧。他很惊奇地看着我,说,霍金错了,这么大的事,你怎么这么淡定?说完,似乎对我的几个大的书架发生了兴趣,眼睛在书架上扫了几遍,一边扫一边说,你这都是外文书啊,怎么没有时间简史啊?我的书架上确实有一本原版的时间简史,不过我自己当时也没有找到。然后,他问,你真的是理论物理的老师吗?怎么连霍金的时间简史都没有?这里还有谁是理论物理的老师啊?我说这层楼都是,于是他出去敲开了隔壁的门,进去了。后来,就听到了隔壁的青年教师和他热烈辩论大爆炸理论的声音。我难得地把办公室门关上,开始感受被质疑是否为理论物理老师的滋味。
5, 被拒的的来访者

可能是2009年的某一天,午饭时与系办主任碰上了,他说,我昨天给你挡了一个挑战者。我问怎么回事,他说有一位石油大学的教授博导来找物理系的领导,他问是什么事情,来人说是关于推翻相对论的事情。于是,这位办公室主任便与这位挑战者周旋了一阵,然后说系领导们都在参加一个活动,全天都不在。把挑战者送走了。

此事本来就这样过去了,但大概一年后在中国物理学会理事会议结束了所有议程,主持人宣布散会时,一位50多岁的男子走上主席台,请大家等一等。我以为是会务要安排什么,其他人也都停下了离开的脚步。这位男子开始发表演讲,开口就说,诺贝尔奖就在这里,然后开始说什么辩证唯物论,牛顿力学,相对论,… 参加会议的理事们大约停留了几十秒,又都开始向外走去。我坐在后排,离门最近,也是比较早走出来的。坐我边上,和我一起走出去的一位老师告诉我,此人是石油大学的,物理学会的很多大会上,他都要求作报告,如果拒绝了,他就会自己冲上来讲。我立刻联想起那个挑战者可能就是这位。

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复旦的宣传片

关于复旦的宣传片,昨天早晨起来后,突然想说几句。打开电脑,看到的是翻船事故,然后,就断断续续地盯着新浪的滚动新闻看了一天。直到现在,翻船的救援似乎进展不大,一边看着进展,一边把这几句话写下来。其实,复旦这件事已经过去了,用不了多久,也就会被彻底忘掉了。

看了复旦的片子,也看了东大的片子,感觉都做的挺合适。复旦不过是借鉴了东大的表达手法而已,借鉴之后,做的相当好,表明复旦的宣传人员与复旦的地位还是相称的。网友们对复旦这个宣传片的强烈不满,我以为,其实是这些可爱的网友在按照一流大学的标准来要求复旦,或许,他们一直深爱着这个被他们认为是一流的大学,爱之深,也就无法容忍这个借鉴了。倘若此事不是发生在复旦,而是某个二本大学,网友们的愤怒大概肯定没有这么大。

实际上,不论是复旦,或者交大,北大,清华等等,出了这样的宣传片,我会觉得非常正常。这其实与三流研究型大学的水平,文化和素养基本相称的。如果这样的事情发生在上海纽约大学,或者中国科技大学,我也许会表示不理解或失望。因为前者是我寄予期望,并看做在现阶段代表了中国的高等教育唯一的一条进步之路的大学;而后者则曾经是长期以来,在中国这片土地上唯一一所教授不太愿意当处长的大学。而中国的所谓一流大学,充其量也就是国际三流大学,这个三流,是整体的三流,包括其文化 素养,研究水准和教学能力。特别是文化素养,也许还没有入流。在此基础上,能做出这样的宣传片,其实已经很不错了。

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麦克米兰极限

科学网介绍,赵忠贤院士获得何梁何利最高奖,http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2014/10/306513.shtm, 其中提到麦克米兰极限。 恰好很多年前我调研过这个极限。在铁基超导获国家自然科学一等奖时,科学网的博客中也讨论过它。 在陈儒军的科学网博客“铁基超导质疑总结”上,我当时写过一个评论,保留到这里。

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[20]马红孺  2014-2-8 21:21我不知道所谓40K的所谓麦克米兰极限来自何处, 如果有人能提供文献,将非常感激。大约20多年前,兄弟我也跟风做过一阵超导研究,虽无建树,还是看了不少文献。当时似乎就有个麦克米兰极限的说法。但据我所知,这个所谓的极限并没有真正确切建立过。McMillan在1968年有一篇重要文章,非常仔细地求解了厄立希伯格方程,通过分析和拟合数值解,给出了一个超导临界温度的公式,按照这个公式,临界温度有一个上限,McMillan在文章中其实已经指出了公式的局限性,可惜后来使用的人并没有在意作者的忠告。1975年,Allen和Dynes重新做了类似的分析,但做的更深入,算的数字也更多,结果发现McMillan的公式的外推并不正确,而且给出了强耦合极限下临界温度的渐进公式,根据此公式,临界温度与耦合常数的1/2次方成正比,没有上限。1976年开始,蔡建华,吴杭生两位先生开始了临界温度的研究,后来龚昌德先生,蔡俊道,吉光达等加入,把基于厄立希伯格方程的临界温度的研究推到了最高峰。按照他们的结果,Allen和Dynes的渐进公式是正确的,也就是说,厄立希伯格方程并不能给出电声子作用下超导临界温度的上限。这个上限如果存在的话,应该是通过 \alpha^2F谱和库伦赝势等参数体现出来的。这20多年,没有关注超导,是否有人算出电声子下超导临界温度的上限了?或者,仅仅是假借麦克米兰之名的一种看法?

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戴希博士随后的评论中,两处对我的提问给出了非常确切的答案,也介绍了一些很有价值,值得保留的东西。也一并留存。

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[42]戴希  2014-2-9 14:3336楼的朋友,马老师的评论写得非常专业。我先回答一下老马的问题,没错,麦克米兰极限按照我的理解并非理论上的极限,而是总结超导领域的全部实验结果和理论分析给出的一个合理的估计。用了麦克米兰的名字来命名,是因为他最先提出这个问题,并给出了最初的解答。他提出的问题就是在电声子耦合作用下,金属体系发生超导转变的温度上限是多少?很遗憾20多年过去了,理论上还是不能算出电声子机制的Tc上限,问题其实远比我们想得复杂。去年六月,我在东大物性所参加讨论会,期间有位德国物理学家给了一个讲座,即Migdal定理在一些材料体系中不一定成立,所以建立在忽略顶角修正基础上的Eliashberg方程本身也并非适用于所有材料,也需要修正补充,那老兄于是汇报了他的加入低阶顶角修正的结果。所以现在超导界用的39K的麦克米兰极限,是一个综合了我们目前的实验和理论的知识给出的一个半经验的认识,36楼的朋友说得不错,MgB2是现在实验确认的电声子机制导致的超导体中Tc最高的,正好是39K。突破这一极限(目前铁基超导材料最高Tc将近60K)就意味着传统的BCS超导理论需要大幅度的修正,是磁性相互作用诱导的全新的超导机制?还是电声子作用也发挥了一部分作用?完全由电声子机制导致非常不可能,因为在超导的铁砷层并未发现振动频率特别高的声子模式,第一原理计算得出的电声子耦合强度也不是很大。这些是目前正在进行的超导机理研究的核心问题。

 

[52]戴希  2014-2-10 10:5947楼的朋友的确比较好学,呵呵。以后只要时间允许,我一定多写一些科普的文章。下面来回答你的问题,其实马老师在他的评论里已经说得很明白,对强耦合超导理论的Eliasberg equation做仔细分析给出的渐进公式表明,在电声子耦合强度很大时Tc跟耦合强度的1/2次方成正比。这样一来似乎只要找到电声子耦合强度足够大的材料,超导的Tc就好像是可以无限提高。但实际上,电声子耦合强烈的体系具有较高的自由能,当耦合强度高于一定阈值以后原先的晶格就会失稳产生畸变,畸变以后的晶相就不再具有那么强的电声子耦合。所以对实际材料来说,电声子机制导致的超导Tc确实是有上限的,只不过这个上限并不仅仅由Eliasberg equation决定,还跟晶格稳定性有关。其坤他们组前几年在FeSe薄膜体系上做的工作,我觉得在铁基超导研究中是开创性的,他们发现单层的FeSe薄膜长在SrTiO3上会有较高的Tc,长厚了就几乎不超导了。这种单层FeSe结构的晶格常数比较大在自由环境下是不稳定的,但他们用衬底钉扎效应把它稳定下来。这些实验工作对我们的启示是,如果能通过界面钉扎效应获得自由环境下不稳定的晶格结构,则可能获得更高的Tc。目前这方面的研究正在迅猛发展。

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超导是一个特别好玩的东西,从发现至今,虽有高潮低潮, 但研究持续上百年,已经有五个相关的诺贝尔奖。这似乎是唯一一个有如此持久的研究兴趣的课题。更为有趣的是,百多年过去了,人们对于超导的认识,仍然十分有限,反而在对超导机理的研究中,认识了很多别的东西。

超导这个坑里一定还能挖出不少黄金,虽然挖出来的可能不是超导。

 

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深切悼念 冯音捷同学

昨天得到消息, 冯音捷同学2014年8月20日因车祸不幸去世, 58岁。读书时, 大家把所有精力都投入学习了,交流不多。当时知道冯音捷来自呼伦贝尔大草原。

毕业后似乎没有再见到冯音捷, 仔细回想, 找到一点与冯音捷的交集。 我和冯音捷的毕业设计都是施士元老先生带的, 题目也很接近。答辩时, 我们都是写黑板,耽误很多时间。 我记得冯音捷拿出一卷纸, 事先把主要公式等都用毛笔写在纸上, 展示起来比写黑板快了很多。

两年前毕业30年聚会, 因病没能参加。 当时参加的同学约定, 毕业40年再聚。 30年聚会前, 曾试图找到所有同学, 最终还是有几位失去联系, 未能找到。 40年聚会,肯定少了冯音捷同学了。

冯音捷同学一路走好。

我们都老了, 大家都多多保重, 走路慢一点, 吃的少一点,开车多加小心。 好好活着,才是硬道理。

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任有恒教授的几件事

任有恒教授是交大物理系第三届(1936届)毕业生。同届毕业生共有三位。任先生毕业后,在交大物理系担任过助教,讲师,副教授,教授的职务,长期以来从事普通物理的教学辅导并在后来主讲课程。退休以后,仍然坚持每天上班,直到生命的最后一刻。

我是1988年加入物理系后认识任有恒先生的。第一件与任先生有关的事是讨论任先生的入党申请。据说,在我加入交大前的一次党支部会议上,任先生的申请没有通过,这是第二次。在讨论中,大家发言中一致认为任先生对党忠诚,热爱教育,工作任劳任怨,完全符合一个先进分子的标准,但是,因为任先生拒不接受教研室的一个要求,导致上次没能通过。不过这一次顺利通过并报系总支,并很快被批准,任先生成为当年全系(也许是全校)最高龄的新党员。

由于物理系大学物理教研室是在物理系恢复后重新建立,有一批非常认真的教师,这些老师非常期望任有恒先生能言传身教,通过上示范课等方式,把老交大的物理教学传统教给大家。但任先生自己认为年事已高,记忆力衰退,难以在课堂上重现当年老交大物理教学的风姿,还是做力所能及的事情为好。

于是,任有恒先生主动无偿做起了系资料室的西文刊物管理员。当时的系资料室管理员不懂英文,在大量西文杂志的编目,分类,上架等方面有较大困难,任有恒先生的加入,使系资料室有了很大改变。所有的杂志,均分类有序,放置位置合理,安排的井井有条。当研究生,教师读完期刊,任先生通常要求就放在桌子上,他自己再收集上架,以免搞错。当时的青年教师,研究生英文大都较差,读文献时遇到不认识的单词,任先生便立即告知,遇到看不懂的句子,任先生便当场解惑。

任先生在做系资料室兼职管理员的同时,还认真整理了交大物理系的早期历史,一方面基于先生的亲身经历,另一方面,任先生也多次与物理系的老人核对事实,以求准确。经过任先生的努力,为我们留下了一份极其宝贵的物理系早期历史的资料。在2006年上海交通大学出版社出版的《上海交大百年物理》一书中,全文发表了任先生的这份整理资料。我们深切感谢任先生的这一重要贡献。

大约在上世纪90年代中期(具体年代记不清楚了),任先生站在凳子上,正在整理书架上的资料时,突然摔了下来。幸好当时的资料室管理员陈金华眼疾手快,抱住了任先生,避免了摔到地上的惨剧。但任先生已不幸中风,并每况愈下,不久后离世。

在网上没有搜到对于任有恒先生的介绍,仅凭记忆,写了上面几个小片段,挂一漏万,且细节或许有误。 期望能够看到更多对于任有恒先生的介绍。

 

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温伯格的量子力学,很亲切

前两天突然发现网上有温伯格老先生的量子力学,便随手下载了。当年读书时,常常为买一本影印的外文书而连续数天只吃咸菜就米饭,所以后来每当发现网上有可以免费下载的物理书,都会忍不住下载一本,其实大多数也就放在硬盘里,很可能这辈子也不会去读。

 

但是,温伯格不是常人,我曾经读过老先生的科普书,很喜欢;也试图读过老先生的三大卷的量子场论,但没有读下去。为了显摆,我倒是买了老先生的三卷本的原版(花费了相当大的一笔美刀)以及费恩曼的三大本红宝书,放在书架上。而放在桌子上偶尔翻翻的,则是影印本的。所以,下载到老先生的量子力学后,便花了几天时间浏览了一遍。这次的感觉是:亲切。

 

我当年学习量子力学时,老师是蔡建华先生,用的是蔡先生的量子力学讲义,这个讲义后来以《量子力学》上册出版,但下册过了很长时间才由柯善哲先生写出出版。蔡先生去世后,由蔡先生的夫人孙和璧以及蔡先生的学生徐宏华,崔世民等人依照先生的遗言修改后出版了上册的第二版。彭桓武先生曾经写过一个书评,对蔡先生的量子力学以很高的评价,但是,也许蔡先生的书不大适合应考,且没有习题,所以选来做教材的学校并不多,后来,出版社也就不印了。蔡先生的书的风格,与国内流行的量子力学教材的风格不大一样。很长一段时间,国内量子力学教材的风格,大致是由曾谨言先生和钱伯初先生的风格所引导。张永德先生的风格又有所不同,据说最近这些年也有较大影响。但蔡先生的风格,似乎没有推广。但是,南京大学物理系毕业的学生,其所学的量子力学,至少在过去的几十年,还是深受蔡先生风格的影响,而且,我深信如今在物理学研究中做出杰出贡献的一批曾求学于南大物理系的学者,或多或少地也受到这种风格的影响。

 

温伯格的量子力学,在风格上与蔡先生的教材比较接近。我相信温伯格和蔡先生不大可能有任何交集。(蔡先生与萨拉姆先生有过较多交往和友谊,而萨拉姆与温伯格是同届诺贝尔奖得主,这种联系大概只有找网络关系的人才有兴趣) 。所以,我认为这种风格上的相近只是表明他们二人在对于量子力学教学的看法上不约而同的有相近的看法。正因为这种相近的看法,才使我这个从蔡先生那里入门量子力学的学子,感到了温伯格量子力学教材的亲切。

 

温伯格的这本书比蔡先生的教材包含的内容要多,也要深一些。按照例如交大同学的状况,可以在大致120学时讲完。这本书从量子力学的最初发展开始,一直讲到最前沿(如纠缠,量子计算等),前面几章的处理是非常传统的内容,如塞曼效应,斯塔克效应的微扰处理等等。这本书的另一个显著特点是不用狄拉克符号,这在当前狄拉克符号已经差不多成为标准表述方式的形势下,有点独树一帜的味道。(我印象中看过一本用狄拉克符号讲线性代数的数学书!!)。还有一个重要的特点是没有所谓相对论量子力学。当年,狄拉克以量子力学的原则建立的方程,具有里程碑的意义,但是,相对论与量子论的结合,自然的结果应该是量子场论。因此,不按照量子力学的方式讲授相对论量子理论应该是合适的。

 

尽管现在的年轻人英文都很好,温伯格的书的英文也很容易读,但这本书似乎还是有翻译成中文的必要。也许出版社已经在考虑,规划这本书的翻译了。

 

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