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诺贝尔奖得主、普林斯顿大学物理学家菲利普·安德森逝世,享年96岁

菲利普·沃伦·安德森,战后最伟大的理论物理学家之一,于3月29日星期日在普林斯顿的温格洛斯逝世,享年96岁。安德森是普林斯顿大学物理学名誉教授约瑟夫·亨利。他杰出的职业生涯包括获得诺贝尔奖,并对更广泛地理解材料和集体现象的本质做出了基础性贡献——从日常用品(如磁铁)到奇异的超导体,再到新形式的物质(如拓扑有序状态)。他还对安德森-希格斯机制(Anderson-Higgs mechanism)做出了贡献,该机制是粒子物理学标准模型的关键基础。

Philip Warren Anderson

菲利普·沃伦·安德森,2013年

安德森于1923年12月13日出生于印第安纳州的印第安纳波利斯,在伊利诺斯州的厄巴纳长大,他的父亲是伊利诺斯大学的一名教师。他进入哈佛大学攻读本科学位,在美国海军研究实验室短暂工作了一段时间制造天线后,于1949年在哈佛大学获得博士学位,导师是约翰·哈斯布鲁克·凡·弗莱克(John Hasbrouck van Vleck)。毕业后,他加入了位于新泽西州默里山的贝尔电话实验室,在那里,他对铁磁性和反铁磁性的理解做出了贡献,从而对整个物理学中自发破坏的对称性的新兴理解做出了贡献。

在此期间,Anderson对磁性和无序系统的电子结构进行了研究,这些研究影响了计算机中电子开关和存储设备的发展。这项工作后来为他赢得了1977年的诺贝尔物理学奖,与范·弗莱克和内维尔·弗朗西斯·莫特爵士分享。安德森的概念是,在一个无序的系统中,电子态是如何被定域的,这个概念后来被称为安德森定域,并成为该领域的一个重要的鼓舞人心的范例。

在1962年发表的另一篇著名论文中,安德森展示了光子如何在超导体中获得质量。安德森的理论先于彼得·希格斯(Peter Higgs)和弗朗索瓦·恩格勒(Francois Englert)获得诺贝尔奖之前,他们在后来成为粒子物理学标准模型的质量起源机制方面取得了突破。

1967年,安德森开始在贝尔实验室和英国剑桥大学任教。在此期间,他探索了超导性的理论基础和氦-3的奇特性质。1975年,他回到美国,在普林斯顿大学物理系担任兼职教授。在那里,他重新审视了自己的本地化理论,并成为“四人帮”(与埃里胡亚伯拉罕斯(Elihu Abrahams)、T.V.拉马克里希南(T.V. Ramakrishnan)和唐?在此期间,他还研究了一种被称为“旋转玻璃”的材料理论,并与萨姆•爱德华兹爵士(Sir Sam Edwards)一道,再次提出了一套至今仍富有成果的观点。

1984年,安德森从贝尔实验室退休,成为普林斯顿大学的全职教授。他继续研究自旋玻璃,并发展了高温超导体行为的理论,高温超导体在比传统超导体更高的温度下工作。他的高温超导“共振价键”理论引发了很多争论,并导致了“自旋液体”领域的出现,这是拓扑物质蓬勃发展的领域的根源。他于1996年成为名誉教授,但直到最近仍是该系的常客。

在安德森漫长的职业生涯中,他为许多成功的凝聚剂物理学家提供过建议,其中包括2016年诺贝尔物理学奖得主f·邓肯·霍尔丹(F. Duncan Haldane),他还激励了无数其他人,包括1973年诺贝尔奖得主布赖恩·约瑟夫森(Brian Josephson),后者在他还在剑桥的时候曾上过他的课。

Philip Anderson and F. Duncan Haldane

1977年获得诺贝尔物理学奖的菲利普·安德森(左)和他以前的研究生f·邓肯·霍尔丹一起庆祝霍尔丹获得2016年诺贝尔物理学奖。

“菲尔·安德森是‘凝聚态’物理学领域的巨人,他从一个新的角度直观地、往往是逆向地看待问题的本质特征,这常常改变了我们思考问题的方式,”谢尔曼·费尔柴尔德大学(Sherman Fairchild University)物理学教授霍尔丹(Haldane)说。“我很幸运,在我读研究生的时候,他就成了我的导师。我会经常见到他谈论问题他送给我的,而是他会告诉我他在想的东西,和看着他的思维过程是一个了不起的教训如何思考问题,果断地塑造了我未来的职业。什么导师!”

安德森也因其对自然现象概念的阐释而对科学哲学的贡献而闻名。他在1972年发表的著名文章《更多是不同的》(More is Different)中强调,复杂的系统可能会表现出一些行为,这些行为不能仅从控制其微观成分的规律来理解,但可能需要科学的层次层次,每个层次都有自己的基本原理。

物理学教授博格丹·安德烈·伯纳维格(Bogdan Andrei Bernevig)表示:“菲尔·安德森(Phil Anderson)将永远被视为开创了固体物理学这一领域的人。”“他是一个复杂的人,一个多才多艺的人,我总是对他的才智感到敬畏。他每天都在研究理论,一直到90多岁。看到他来我的办公室,在我倍博士后研究员和助理教授——来解释他的最新理论,指导我的他认为最重要的方向,听我的研究,是我一生中最卑微的和令人兴奋的经历。这可能相当于一位年轻作家与托尔斯泰(Tolstoy)或海明威(Hemingway)交谈。”

“菲尔是理论物理学真正的巨人之一,”1909届物理学教授、物理系系主任赫尔曼·弗林德(Herman Verlinde)说。“他是一位独一无二的有创造力的科学家。他的许多贡献和思想激励了几代物理学家,并一直延续至今。直到最近,他几乎每天都来这个部门,我们会非常想念他。”

尤金·希金斯(Eugene Higgins)的物理学教授奈芬·翁(naphuan Ong)回忆说,安德森称自己是“一个脾气暴躁的人”,而实际上,他“在内心深处是所有合作者的一个热情而又无比忠诚的朋友”。

Ong补充道:“许多以前的学生和博士后在离开他的团队后在他们的职业道路上发现了困难,他们经常回到普林斯顿和他一起工作,直到他们找到自己的立足点。在一个例子中,当一个合作者严重中风时,菲尔赶上了下一个航班,和他呆了一个星期。这些年来,我和他一起吃过很多午餐。这些课题,如果不是关于超导性,则涵盖了智力追求的全部范围。”

安德森在1982年获得了国家科学奖章。他深入参与了圣达菲研究所的建立,这是一个致力于探索复杂性科学的跨学科中心。安德森的研究论文被保存在普林斯顿大学图书馆的珍本与特藏部。他是中国棋盘游戏围棋的一级认证硕士,他一直玩到晚年。

物理学教授Shivaji Sondhi说:“在过去的四分之一世纪里,作为菲尔的同事——当时他已经是一个传奇——本身就是一种荣誉。”“我对他的印象是,他学识渊博,远远超出了物理学的范畴,对科学有着广泛的兴趣,拥有巨大的创造力和非凡的能力——几乎一直到生命的最后一刻——站起来思考物理学中的重要问题。我很难想象没有他的詹德文庄园会是什么样子。”

安德森身后留下了他的妻子乔伊斯和女儿苏珊。

为纪念他,可以向圣达菲研究所和气候科学法律辩护基金捐款。

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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.princeton.edu/news/2020/03/30/nobel-laureate-and-princeton-physicist-philip-anderson-dies-age-96