我的物理老師們(三)

  • 物理學家
  • 撰文者:高涌泉
  • 發文日期:2024-12-25
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當時要聽到有人講解重整化群不是易事。

       一位記性較好的同學對我說,當年蘇德潤教授在講解這幾本物理名著(即這幾個重要物理題材)時,都只講了最前面一、兩章。現在如果有授課教師這麼做,學生必定抱怨連連,不過當時我們對於老師並沒有什麼要求,懂不懂是自己的事,並不期待老師能講出點精采的東西。所以蘇老師這門課就大致水波不興地開始與結束了。

       但是蘇老師以如此前衛的方式對待「理論物理」課的做法,卻讓這門課在一、兩年後就被踢出必修課程名單:沒有老師有意願或傻勁去承接這樣一門課,他們不認同這種眼高手低的妄為;若要回到克洛爾教授那種專注於物理數學方法的課程,其實也沒有必要。所以在蘇老師之後,「理論物理」就成了選修課,由吳大猷開授,我的一位同學擔任助教,他說內容基本上是近代物理史。再過幾年,這門課就消失了。

       我之前說過蘇老師講授了(儘管是很浮面地)臨界現象與重整化群,這是令人興奮的內容,但是威爾森所開拓的重整化群理論不易精通,老師雖然指點了方向,但是困難之處仍要靠學生自修,事倍功半是必然,大家只能求多少知曉些輪廓而已。我出國留學到了美國加州大學柏克萊分校,還是沒遇上這方面專家,直到1982 年,系上新聘的年輕老師阿瓦雷茲(Orlando Alvarez)開了一門專題課,專論威爾森理論,我才找到機會滿足這方面的好奇心。

       阿瓦雷茲的專長是量子場論與微分幾何,屬於粒子物理領域,不能算是研究統計力學的專家。雖然威爾森已經把場論與統計力學融為一體,但阿瓦雷茲(稍)跨領域去談論臨界現象,我在高興之餘也有點訝異。阿瓦雷茲是在哈佛大學獲得博士學位之後,到康乃爾大學從事博士後研究,所以我想他應該有機會直接向威爾森請益(威爾森長期任教於康乃爾大學),才能熟悉威爾森那一套學問。阿瓦雷茲的課我每次都充滿期待,課後也都覺得獲益滿滿。我注意到康明斯教授 (Eugene Commins,1997年諾貝爾物理獎得主朱棣文即是他的學生)也出席聽課,他是原子物理實驗學家,竟然也對威爾森理論感興趣。這除了顯示康明斯興趣廣泛,也意味著當時要聽到有人講解重整化群,不是易事。最近我看到有位伊利諾大學教授為《自然》期刊寫文章慶祝威爾森重整化群理論50 週年,他在文末居然感謝阿瓦雷茲,因為「他1982 年在柏克萊開授了清晰的重整化群課」。啊!原來作者當時也在場,我會心一笑。

       台灣大學物理系還有位老師影響我很深,那就是講授大學一年級「普通物理」課的黃暉理教授(當時應還未滿40歲)。和蘇老師類似,黃老師影響我之處在於他所選的教科書。黃老師沒有採用當時流行但較沒特色的課本, 而是選擇了由加州大學柏克萊分校物理系所主導開發的五冊「柏克萊物理課程」(Berkeley Physics Course)中頭兩冊:上學期用了由基泰爾(Charles Kittel)等人所著的第一冊《力學》( Mechanics ),下學期用了珀塞爾(Edward Purcell)所著的第二冊《電學與磁學》(Electricity and Magnetism)。

       「柏克萊物理課程」和著名的《費曼物理學講義》一樣都是美國受到舊蘇聯在1957 年發射了人類第一枚人造衛星「史波尼克」的刺激,為了在科學教育上急起直追而開發出的課程。參與五冊「柏克萊物理課程」寫作的都是美國頂級物理學家( 例如珀塞爾即因發現核磁共振而獲頒1952 年諾貝爾物理獎、基泰爾是固態物理名師),當然要在內容安排上有些不凡創意。例如依據傳統,狹義相對論會出現在力學與電磁學之後,但是在這套課程中,相對論卻是出現在力學之後、電磁學之前。這麼做的好處是讓我們可以把磁力看成是庫侖靜電力與相對論結合之後的產物,如此一來,電磁現象與相對論的緊密關係就更為明顯了。物理學的結構原來比我在高中所想像的還要更加緊密與美妙,這是我在夜深人靜時刻願意沉浸在裡頭的東西。

       就我所知,在黃老師之前與之後,台大物理系沒有其他老師也採用「柏克萊物理課程」。