凝聚态物理是否和理论物理一样有趣?

如题所述

凝聚态物理并不是一个和理论物理相对立的概念。凝聚态里面的理论也是非常有趣的。楼主想说的可能是,凝聚态理论物理和高能理论物理相比,整体显得有些“dirty”。请各位先不要喷题主,这种“dirty”的感觉是初学者所常有的心态。凝聚态物理,或者从本科生入门的角度换个说法,固体物理,本身很大程度上依赖于模型。这与量子力学、量子场论等“ hard core”理论物理相比显得并不那么“基本”。从学生的角度来看,固体物理中的计算依赖于模型的选取,而非从一个物理学基本方程推出与实验数据丝丝入扣的精确解。举个例子,量子力学中第一个教学例子就是氢原子的能级解,这是可以精确解的;而固体物理的第一个例子往往是自由电子气模型,本身乃是一个准经典的近似模型。这种差别是由固体物理的研究对象的本质所决定的。单论自由电子气模型,它旨在计算的问题可以被广义地称之为输运问题,这到现在依然是低温物理学界研究的核心问题(再次膜拜一下ICQM的林熙老师,林老师真是好人!)。这是为什么呢?因为固体物理,或说凝聚态物理,并非是研究”物理学基本规律“的学科。粗浅的说,它是研究宏观数量的粒子体系在特殊外界环境下特征的学科。研究对象本身的千变万化决定了凝聚态物理并没有”一招通吃“似的方法,对不同的体系往往会有不同的模型与技巧。

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第1个回答  2017-11-01

凝聚态物理有趣不有趣这个问题,因人而异。我现在是觉得很有趣的,所以来讲一下自己的浅见。首先,凝聚态物理有凝聚态理论和凝聚态实验。理论凝聚态物理算理论物理,这其中不仅有研究场论的大牛,如文小刚,也有从高能方向甚至天体物理方向转过来做理论凝聚态的。(强关联系统中的一些情况可以近似看成广义相对论中的问题甚至弦论中的问题,所以可以用这些方向的数学工具进行分析。我的学校UIUC在凝聚态领域是Tier-1的水平,物理系里大多数教授做凝聚态。最近发现,系里有两个做弦论的教授经常和理论凝聚态物理学家一起合作,arxiv上论文有时候同时发在凝聚态和高能领域……感觉真是非常神奇)其次,凝聚态理论中使用了大量近似。因为对于凝聚态系统,在系统中粒子相互作用较弱的时候我们可以用各种很方便的近似方法,如微扰论,去建立模型,如Nearly Free Electron Model和TIght-Binding Model。对于相互作用强的系统(强关联系统),事情就变得复杂得多。也许有人觉得没有exact solution的凝聚态系统很dirty,但是想一想,这些问题虽然复杂,但甚至可以用广义相对论和弦论的这些看似八竿子打不着的数学工具去解释……难道不恰是很奇妙的事情吗?况且,如果想做理论物理,在看似纷杂的数据和中建立起模型、总结出方程,难道不恰是几百年来伟大的理论物理学家们一直在做的事情吗?

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第2个回答  2017-11-01

以前的我,年轻气盛,看了物理方面的书,努力学习物理知识,恨不得把四大力学全考满分。那时的我,看了牛顿的《自然哲的数原理》。几个简单的定律,便描述了地上的种种,便联系起了天上和人间。那时的我,学了电动力学。经典电动力学,四个方程,便描述了世界。狭义相对论,两个原理,便出现了新的体系。那时的我,学了热力学与统计物理。这是一种新的看待世界的方式。那时的我,还学了量子力学,五条公设,一座异于日常经验的物理大厦巍然屹立。完整漂亮的物理体系,在我心中扎下了深深的根。我相信一切都是有规律的,这些规律可以通过几个假设全部推导出来。理论物理一直是我心中那个最美的情人。大三时,我从川大跑到科大,参加了科大交叉学科理论研究中心的考试,并且顺利通过。那时的我,志得意满,妹子什么的都靠边站,哥要献身物理了。快要保送研究生时,我问老师,我想去做超弦理论方面的研究,你有什么建议?老师说,为什么想学超弦理论啊?我说,我喜欢理论物理,我想把所有的物理理论统一起来。老师说,全世界70%做物理的都是做凝聚态的,全世界就只有1000多人做超弦理论,并且很多人到最后都成搞数学的了。你要喜欢理论,可以考虑考虑高温超导方面啊。就这样,在和几个科大老师面对面交流之后,我发现以前了解的信息实在有限,挣扎了一夜,最终选择了凝聚态中强关联系统方面的研究,放弃了我的超弦梦。研究生时,我疯狂的学习各种理论知识,量子场论,量子多体理论,固体理论,量子光学,重整化群理论。虽然每次作业,都要计算各种费曼图,一圈一圈又一圈,有时还要根据物理图像去做合适的近似,但这种繁琐的细节,依然阻挡不了我对理论的热爱。由于在学习知识上投入了过多的精力,有一天,导师对我说,研究生的价值,不在于你学了多少知识,而在与你创造了多少知识,你学得再多,充其量是个图书馆,而外界对你的评价,只会基于你的工作。

第3个回答  2018-06-26
九九归一,统一物理已出现,它就是《宇宙物理体系》。尽在“我才”中。中国不缺“牛顿”级别的科学家,只缺“伯乐”。