（本文为《环球科学》2008年第3期专栏文章，专栏名叫《小有科观》，与大有可观相对，英文名为A Personal Periscope。查看今年《环球科学》第2期目录，发现台湾大学物理系教授高涌泉同学的专栏文章《大师》，想不到老朋友同为《环球科学》写专栏。第3 期有很多关于粒子物理的文章，第3期目录，第2期目录。）

人类从事的每一个行当都有自己的特点和传统，即使是同一个行当，因分工的不同也会有不同的价值判断和标准，从事这个行当的人有非常鲜明的个人动机和 动力。今天我想谈的是物理学中高能物理和凝聚态物理的价值观的不同。这两个学科自然同属物理，在中国有明显的分别，属于两个不同的二级学科。而在美国，虽 然没有设立所谓的二级学科，但这两个方向在每个物理系的确分属两个不同的小组，而且在这两个小组之间存在明显的竞争，表现在系里不同场合的话语权上，以及 招聘新的教授名额的竞争，甚至是纯智力上的竞争。

严格地说，在有着自己特色的中国学科分类中，高能物理和凝聚态物理有时有相当的重合，例如理论高能物理和理论凝聚态同属于二级学科理论物理。外行也许会觉得奇怪，为什么同属于一个二级学科的研究者之间会存在巨大的差别？

为了解释两者价值观之间的不同，我们先追溯一下这两个学科的起源。先谈高能物理，这个学科又叫粒子物理，顾名思义，就是研究基本粒子的。为什么又叫 高能物理呢？因为探测最基本的粒子需要到最微观的层次上，即越来越小的距离上，而量子力学告诉我们，探测越小的距离需要越大的能量，例如现存的最大的研究 粒子物理的机器可以达到的能量是电 子伏特，这个数字在的一台今年将要运转新机器上将提高7倍。仅从能量上看，高能物理已经成为一个非常专业化的方向，虽然，追溯历史，高能物理的研究目标和 牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦一脉相承，也就是说，高能物理的研究对象是物理的基本规律和物质的基本组成。比如说，我们可以问，地球上的物质的基本组分是什 么？回答是分子和原子，分子和原子之间的电磁力基本上可以解释一切物质性质和许多奇奇怪怪的现象。不夸张地说，凝聚态物理只需要电磁力，而研究多分子和多 原子体系就是凝聚态的任务。如果我们继续追问，原子有结构吗？回答是有，每个原子由电子和原子核组成，原子的性质基本上也可以由这些组分之间的电磁力来解 释。那么，原子核和电子有结构吗？回答是，就我们目前的知识来说，电子没有结构，原子核却是由中子和质子组成的，原子核的结构主要由核子之间的强作用力来 解释，但是核子之间还存在电磁力以及弱作用力。我们可以一直这么追问下去，目前高能物理学家的“终极”回答是类似电子的轻子以及组成核子的夸克看上去似乎 是基本粒子。这些基本粒子是否有结构，它们之间是否存在更加微妙的相互作用，是粒子物理学家当前研究的课题。

我们看到，粒子物理的研究对象和研究风格可以用三个字来总结，还原论。是否将还原论作为研究哲学和动机是区别粒子物理和凝聚态物理的罗塞塔之石。凝 聚态物理同样发源于近代物理，虽然它与还原论本身不是一脉相承，所以在某种意义上，它的历史相对短一点。凝聚态物理可以说研究地球上一切宏观物质形态，包 括固体、液体、气体。因为宏观现象是缤纷复杂的，所以凝聚态物理是物理学中最大的分支。在美国，大约有三分之一的物理学家可以称自己为凝聚态物理学家。宏 观物理现象的研究源远流长，而凝聚态物理的前身固体物理的历史发端于量子力学的发现之后。1967年，菲利普•安德森正式将他的固体物理研究小组改名为凝 聚态物理研究小组；1978年，美国物理学会正式将固体物理部改名为凝聚态物理部。如果我们过分执着，那么凝聚态物理只有短短的四十年历史。

安德森本人是凝聚态物理最大的代言人，1977年因无序系统的研究成就获诺贝尔奖。凝聚态物理的研究哲学从安德森的一篇文章的标题可以看出，该文发 表在1972年的《科学》杂志上，题目是“多就是不同”。多就是不同，所以宏观系统在每个不同的层次上有自己的规律，这些规律，正如安德森所说，不一定可 以从更加基本的规律导出。我们可以这么理解安德森的观点：宏观系统的一些规律，一方面在很大程度上独立于粒子物理学家追求的更加基本的规律，如强相互作 用，大统一理论；另一方面，即使我们知道一些宏观物理现象原则上是电磁相互作用所决定的，如固体的刚性，我们却不知道如何精确地导出这些性质。

粒子物理学家温伯格最近在一个演讲中说得好，凝聚态物理学家对现象感兴趣，如超导、超流、量子霍尔效应，这些现象看上去不可思议，他们想在某种程度 上理解这些现象，预言一些与这些现象相关的新现象，如果他们本着安德森说得多就是不同，他们对还原论没有兴趣。粒子物理学家完全相反，因为例如电子和电子 以极高能相撞时，现象并不那么复杂有趣，他们只是想知道规律本身。

由于两种文化的截然不同，两种物理学家之间极易发生冲突。例如，安德森极力反对美国政府对粒子物理做前所未有的大投入，在90年代初出席国会听证会 反对美国的超导超级对撞机的计划。后来这个计划的确流产了，具有讽刺意味的是，温博格说，安德森的证词并没有起到推波助澜的作用，可能恰恰相反帮助了对 方，因为他公正地说明凝聚态物理和粒子物理是相互独立的学科。正如温伯格所说，大统一理论不能直接用来解释超导现象，反之，凝聚态物理知识也不一定可以直 接帮助我们理解基本粒子的尚未发现的相互作用的规律。当然，历史上两个学科的确发生过相互影响的事情，这是另外一个话题了。