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两位物理学巨匠的人生

  • 产品时间:2022-04-05 16:35
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简要描述:撰文 | Takeko泉源:新原理研究所1958年,弗里曼·戴森(Freeman Dyson)正在忙于资助TRIGA反映堆的设计以及猎户座计划,在此之前的几个夏天,他都在加州大学伯克利分校与另一位著名物理学家查尔斯·基特尔(Charles Kittel)研究凝聚态的问题。同年春天,菲利普·安德森(Philip Anderson)接到了一个来自伯克利的电话,电话那头对他说:“这里有一笔经费,弗里曼·戴森前几年夏天在用的,但今年他去设计反映堆了,你有兴趣来这里吗?...

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本文摘要:撰文 | Takeko泉源:新原理研究所1958年,弗里曼·戴森(Freeman Dyson)正在忙于资助TRIGA反映堆的设计以及猎户座计划,在此之前的几个夏天,他都在加州大学伯克利分校与另一位著名物理学家查尔斯·基特尔(Charles Kittel)研究凝聚态的问题。同年春天,菲利普·安德森(Philip Anderson)接到了一个来自伯克利的电话,电话那头对他说:“这里有一笔经费,弗里曼·戴森前几年夏天在用的,但今年他去设计反映堆了,你有兴趣来这里吗?

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撰文 | Takeko泉源:新原理研究所1958年,弗里曼·戴森(Freeman Dyson)正在忙于资助TRIGA反映堆的设计以及猎户座计划,在此之前的几个夏天,他都在加州大学伯克利分校与另一位著名物理学家查尔斯·基特尔(Charles Kittel)研究凝聚态的问题。同年春天,菲利普·安德森(Philip Anderson)接到了一个来自伯克利的电话,电话那头对他说:“这里有一笔经费,弗里曼·戴森前几年夏天在用的,但今年他去设计反映堆了,你有兴趣来这里吗?”安德森很是惊讶,但不久便欣然应允。这个在伯克利的夏天,安德森写出了他学术生涯中重要的论文之一。

戴森和安德森都是物理学界的泰斗,他们看起来似乎没有什么交集,但人生的轨迹却隐隐交织在一起。两人同于1923年12月出生,生日前后只差两天,并于2020年头先后辞世。他们都曾在美国与英国的文化间穿梭,为理论物理做出了奠基性的孝敬。直到第一次能源危机时,他们才在美国物理学会的能源研讨会上相遇。

在童年与少年时期,安德森和戴森的人生轨迹很是相似。他们一直都是优等生,从英美最顶尖的高中,进入世界顶尖学府学习,他们同样对数学和物理都体现出了特殊的天赋与兴趣。两位少年就像两条平行线一样,在大西洋的两岸各自发展。

1923年12月13日,伊利诺伊大学植物病理学教授哈里·沃伦·安德森(Harry Warren Anderson)一家迎来了一个新生命,他们给孩子取名菲利普。这是一个学术气氛浓重的家庭,虽然菲利普的祖父是一位农场主,但他的父亲和叔叔都成为了教授。菲利普的外祖父是一位数学教授,娘舅是英文教授。

用菲利普自己的话说,这是个“稳定但贫穷的中西部地域学者家庭”。两天后,1923年12月15日,在大洋彼岸的英国克罗索恩,弗里曼·戴森出生。弗里曼的父亲乔治·戴森(George Dyson)是英国一位著名的音乐家和作曲家,厥后还被授予高级维多利亚勋爵的爵位。

菲利普·安德森一直到17岁都生活在伊利诺伊州。他曾回忆,他的怙恃有一群热情的朋侪,他们喜欢大自然,经常一同出游,尤其是周六远足。

他童年最幸福的时光是和一群人远足、野餐,在篝火边唱歌。在这群人中,也有一些物理学家。他们发现了菲利普对物理体现出的兴趣,并勉励他进入物理领域。童年时的弗里曼或许更享受“想象中的探险”。

在戴森家的家庭档案中,有弗里曼8岁开始写的一本还没完结的小说,内里讲述了一次月球探险,视察即将到来的小行星撞击。他从小喜欢念书和盘算,儒勒·凡尔纳(Jules Verne)的书一直在他的阅读清单里,清单中另有许多擅长科普、文笔优美的物理学家的作品。1940年,16岁的安德森从全美最顶尖的大学高中(University High School)拿着全额国家奖学金进入哈佛大学。

他在第一学期选修了许多课程,很快发现自己在数学和物理方面更驾轻就熟。1941年,弗里曼·戴森从英国温彻斯特公学(Winchester College)考入剑桥大学主攻数学。彼时正值第二次世界大战发作。战时,两位年轻人也拥有相似的履历。

1943年,安德森前往水师研究实验室举行天线研究。戴森同样脱离校园,进入英国皇家空军轰炸机司令部成为一名平民科学家。

他用数学知识来计划更有效的轰炸行动。然而,这段履历也让他受到心田的谴责,在日后一次采访中,戴森表现,他是在“盘算如何最经济地杀戮”。

1945年,这场席卷了全人类的人为灾难终于画上了句号。战争竣事,两位年轻人回到了平和平静的校园。安德森留在哈佛大学开始博士研究。

而战时开启的一些核裂变的理论前沿引起了戴森的兴趣,在三一学院事情两年后,他以一位数学本科结业生的身份,于1947年前往大洋彼岸的康奈尔大学开始了物理研究。到了这里,两人的人生轨迹开始逐渐靠近。

在这里,就不得不提到另一位著名的理论物理学家——朱利安·施温格(Julian Schwinger)。其时,施温格刚刚脱离普渡大学,前往哈佛大学任教。博士期间,安德森选择了他在之前就认识的约翰·范弗莱克(John van Vleck)作为自己的导师,而没有选择已经成为”学术明星“的施温格。厥后安德森回忆起来,认为这是个“明智”的选择,因为施温格的“办公室门口要排着长队”,而已经熟识的范弗莱克则有更多时间和精神放在安德森的身上。

但安德森仍然有时机选修施温格教授的一些高阶课程,他发现在施温格的课上学习到的现代量子场论的庞大数学技巧,在新的射频光谱线展宽的实验问题中很是受用。而1947年,刚刚来到康奈尔大学的戴森师从汉斯·贝特(Hans Bethe)。贝特曾是曼哈顿计划的向导者之一,也曾和理查德·费曼(Richard Feynman)一同提出过盘算核弹效率的贝特-费曼公式。

但对戴森来说,真正“改变人生”的,仍然与施温格和量子电动力学(QED)有关。这时的费曼是康奈尔大学的一位年轻有为的教授,他发现了一种新的方法来形貌电子和光子(以及电子的反粒子——正电子)的行为。但此时施温格和另外一位物理学家朝永振一郎(Sin-Itiro Tomonaga)也已经各自独立提出了一种差别的方法。

每种方法似乎都能同时满足量子力学和狭义相对论这两种严峻的磨练。这些都是极具个性的“学术大佬”,甚至可以说是历史上最智慧的头脑,他们揭晓的如此前沿的研究,明白起来并不是件容易的事情。

那么问题来了——究竟谁是对的?其时才20出头的戴森对这些理论格外感兴趣。1948年春天,他和费曼一起举行了一场传说中的公路之旅。在细细研究了数月费曼的理论后,他又在安娜堡待了6周时间,。


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