喜读冯端院士和金国钧教授的巨著《凝聚态物理学》|| 周末读书

《凝聚态物理学》上下卷

通俗点讲，“凝聚态”就是大量原子分子聚集在一起形成的物体，诸如磁铁、玻璃、水、金属、塑料等固态或液态的材料。“凝聚态物理”研究这些五花八门的材料的物理属性(如机械强度、传热性、电导率、磁性强弱、发光能力等)，找出产生各种功能属性的物理原因和规律，根据这些基本规律开发出了半导体芯片、磁性存储、光纤、固体光源、纳米材料等应用技术，从而为信息时代铺路，改变了日常生活。一句话，“凝聚态物理”是现代高科技的物质基础和创新源泉。科技界普遍关注这一学科的发展，研究人士希望了解并投入其中。

不久前，著名物理学家南京大学冯端院士和金国钧教授合作的鸿篇巨著《凝聚态物理学》由高等教育出版社出版。该书分上下两大卷，共170 万字，系统全面地讲述了“凝聚态物理”的发展过程和最新进展，分析了继续开拓的动向，也提出了不少没有解决的问题，有待进一步研究。这是一部了解这一物理领域的“百科全书”，使盼望已久的同行们如愿以偿。

初读本书后，回顾一下凝聚态物理学的发展过程，大致有3个阶段：

第一阶段，从20 世纪初用X射线测定晶体结构到量子力学的完成，建立了固体电子论，奠定了凝聚态物理的理论基础；

第二阶段，20 世纪中叶从固体物理学的单电子理论发展到多体理论，典型的是BCS超导理论。材料也从规则有序的固体扩展到结构复杂多变的凝聚态物质；

第三阶段，20 世纪80 年代以来，以量子霍尔(Hall)效应和高温超导体的发现为标志，伴随着一系列新材料、新效应的出现：C60，STM，巨磁阻，有机发光，纳米管，石墨烯，铁基超导，拓扑绝缘体，强关联理论……

为了总结每个发展阶段的成果，总有一批名著出版，对发展情况加以概括。作为第一阶段的总结，出版了多部系统介绍固体物理学的著作，其中有代表性的是：F. Seitz 写的《近代固体理论》(Modern Theory of Solids)； N. W.Ashcroft 和N. D. Mermin 写的《固体物理》(Solid State Physics)，都已成为常用的教学课本。

在总结第二阶段的众多著作中，令人注目的一本是P. W.Anderson 写的《凝聚态物理学的基本概念》(Basic Notions of Condensed Matter Physics)，此书的特点是通过物理概念和具体图像来精辟地揭示凝聚态物理的核心实质，不像通常的理论著作那样，用较大的篇幅介绍数学公式。

第三阶段的新发展层出不穷，令人目不暇接，往往使人感到这些精彩纷呈的创新是横空出世，难于捉摸。从事凝聚态物理研究的人员，对于自己研究的专题有深入的了解，但是，一般讲来，知识面不够广，在当今凝聚态物理快速发展的时代，对学科的概貌看不清，限制了自己的思路。通常的做法是去查阅“Review of Modern Physics”(《现代物理评论》) 上的综述文章，每篇都能系统地介绍一项新近发展起来的专题，但是仍看不到全局。大家希望能有一部著作，从不断涌现的新发展中理出一条思路，既能涵盖丰富多彩的新材料、新现象，又能从学科的发展过程中说出它们的来龙去脉，便于理解这些新颖工作的实质，帮助自己扩展眼界，跟上发展的潮流。各个国家的同行们(包括材料科学)都在企盼着早日读到这种著作。

《凝聚态物理学》这部著作的问世实现了大家的心愿，这部时代唤求的杰作应运而生了。该书独具匠心地将凝聚态物理的几个发展阶段融会贯通，使大家看出近年的各项新成果和本学科的发展趋势是一脉相承的，加深了对新进展的理解和吸收。

凝聚态物理的内容极其广泛，不同的分支学科各有专长，不管你在哪个分支从事研究，都能从此书中获得你所需要的知识。更为重要的是，你可以从全局的发展趋势中获得启迪，触发你的想象力和灵感去取得新的成就。本书的鲜明特点是“既见树木，又见森林。”这部著作的上卷已用英文出版，全书将为世界各国的同行们所共享，这是中国学者对发展物理学的又一项新贡献。大家都衷心地感谢冯端教授和金国钧教授在二十多年中所付出的心血。

凝聚态物理仍在发展之中，人们对它的认识必然有对有错。许多问题未解决，不少理论不成熟，存在不同看法，写进书本的内容不都是定论。本书在提出自己一整套见解的同时，也提供了丰富的可以讨论的话题，让我们去思考去争论。

最后提一句，如果再版时能加上索引，则会更加方便阅读。