物理|物理学的现象学_伽利略·伽利雷|现象学|科学

在物理学中有所谓还原论 (reductionism) 和演生论 (emergence) 的争论。还原论观点认为，物理问题可以简化成关于物质的基本组成以及基本组成的相互作用的问题，复杂的事物和现象可以最终由简单的基本组成和基本相互作用来解释。还原论是一种以少量原理理解万事万物的思路，很多人认为这是物理学的传统思路。这种思路体现在物理学的许多方面，例如把物质还原为原子分子、把原子还原为原子核和电子、把原子核还原为质子和中子、把质子中子还原为夸克。粒子物理标准模型的建立最终统一了电磁力和弱力，并且使人们认识到电磁力、弱力和强力都是同一种类型的力，即规范相互作用，因此粒子物理标准模型一般被认作是还原论思路的成功典范。
演生论观点认为，宏观尺度的问题十分复杂，大量原子分子的复杂行为并不总是可以还原论式的由单独原子分子的性质而简单地推导出来。相反地，演生论认为[1]: 在每一个复杂性的层次之中都需要全新的物理定律、全新的物理概念和全新的普遍化，就其所需的创造性而言，与其他研究相比毫不逊色。著名凝聚态物理学家、诺贝尔物理学奖获得者安德森（P. W. Anderson）在1972年的论述《More is different》被认作是演生论的宣言[1] 。当代凝聚态物理的基石，朗道 (L. D. Landau) 的费米液体理论和威尔逊 (K. G. Wilson) 关于相变的重整化群理论，被认为是演生论思路的成功典范。朗道的费米液体理论认为，可以把具有复杂的相互作用的多粒子费米系统视为一种自由的多粒子费米系统，这种多粒子费米系统由自由的 “准粒子” 构成，而且这种“准粒子”只能在多体系统中 “存在” ，不能单独 “存在” 。朗道的费米液体理论描述了几乎所有已知金属的低温物理性质，获得了惊人的成功。朗道的费米液体理论中的这种 “准粒子” 就是安德森所说的在复杂多体系统中出现的全新的物理概念。比起作为物质基本组成的原子分子电子， “准粒子” 这样不算基本的概念更加适合于描述多体系统的现象。现代凝聚态物理中有大量这类演生概念和基于这类演生概念的物理规律，例如相变和临界现象的物理[2]、描述量子霍尔效应的拓扑规范场论等。
许多人认为物理学中的演生论思想起于上个世纪 50-60 年代，是随着凝聚态物理的发展而来的。例如，著名凝聚态物理学家、诺贝尔物理学奖获得者莱格特 (A. J. Leggett) 认为朗道费米液体理论的发明标志着凝聚态物理研究的范式转换。他回忆说[3]：朗道开创性工作的重要性在于，他没有像大多数前人那样提问“我们如何从微观的哈密顿量计算宏观凝聚态系统的性质?“ ，他提出了一个不同的问题:“我们如何将宏观系统的不同物理性质联系起来?” 。

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