两类实验物理学家

作者 李启立

编辑 王玉玲

前言：

话说凝聚态物理的重量级人物朗道¹是个分类狂魔[1]。比如他对相变进行分类，提出了二级相变理论²。然而，他并不满足于此。终于有一天，他连自己也不放过，给自己也来了个分类。著名的“朗道排名”³由此诞生。以对数为标度，他将物理学家分为0～5级[2]。0级—牛顿，0.5级—爱因斯坦，1级—波尔、海森堡、薛定谔、狄拉克、波色等量子力学奠基人。他起初将自己排在2.5级，后来觉得自己做的工作还不错，可以排在2.0级，晚年时排为1.5级。3～5级—所有知名物理学家。笔者深受朗道分类思想影响，斗胆将实验物理学家进行分类。

图1 朗道1908～1968.

现代科技日新月异，且分门别类日趋细化。以物理学的发展为例，早期物理学家不仅做理论，还亲自设计实验，如伽利略、牛顿。后来慢慢演化出只做理论或只做实验的物理学家。根据做实验的风格，可以进一步将实验物理学家分为两大类。第一类，精通实验方法，并且深谙物理理论，用理论指导实验，走实验结合理论的道路。第二类，精通实验方法，并且能改进或发展现有实验手段和技术，走实验结合技术的道路。

第一类实验物理学家的主要特点：不仅对实验感兴趣，还对理论感兴趣。平常阅读文献时，不仅读实验相关的论文，也读理论相关的论文。参加会议时，不仅了解最新的实验进展，对最新的理论发展也比较关注。确定研究课题时，会从实验的角度出发去探索新的物理或验证理论预言。拿到第一手实验数据后，会尝试用现有的理论去解释，甚至会做一些简单的理论分析和计算来解决问题。

第二类实验物理学家的主要特点：不仅对实验感兴趣，还对技术感兴趣。平常阅读文献时，不仅读实验相关的论文，也读技术相关的论文。参加会议时，不仅了解最新的实验进展，对最新的技术发展也比较关注。确定研究课题时，会从实验的角度出发去探索新的物理或对现有的技术手段进行改进。

第一类实验物理学和第二类实验物理学家的显著区别：第一类实验物理学家的实验设备更新可能会比较慢，而且大部分实验设备都是商业化产品。正所谓，用二流的实验设备做出一流的工作。第二类实验物理学家的实验设备更新可能很快，并且大部分实验设备都是自己设计和加工。另外一个根本区别是，当碰到一个现有实验无法解决的问题时：第一类会倾向于求助理论，用理论去解释实验；第二类会倾向于改进实验方法或技术，用实验去解决问题。

对于新进实验课题组的学生，也有两类。第一类，刚进到实验课题组开始学习各种实验相关的理论知识，然后熟悉仪器操作。第二类，刚进到实验课题组开始跟着师兄/师姐学习各种实验操作技巧，然后开始辅助师兄/师姐做实验。这两类学生的特点很清楚。第一类明显对理论比较感兴趣，可以往第一类实验物理学家方向引导。第二类明显对掌握仪器、动手方面更感兴趣，可以往第二类实验物理学家方向引导。

后记：

后续可能会查阅相关资料来对历史上的实验物理学家进行分类。

注释：

¹ 朗道 Lev Landau：1908 – 1968，苏联物理学家，号称世界上最后一个全能的物理学家。1962年获得诺贝尔物理学奖，因其对液氦理论做出的贡献。

² 二级相变理论在凝聚态物理中被广泛运用，是“朗道十诫”之一的重要理论。

³ 朗道排名（Landau's Ranking of Physicists）,也称朗道天才尺（Landau Genius Scale）。

参考资料：

[1] [俄]迈娅·比萨拉比著，李雪莹译，《朗道传》，北京：高等教育出版社，2018.

[2] https://en./wiki/Lev_Landau#Landau's_ranking_of_physicists

下期预告：

《晶体理论发展中那些逆道而行的人》

《历史上的两类实验物理学家》

往期回顾：

《其实，我喜欢写作》

《液氦的前世今生及未来》

作者学术论文：

1. 1.     Lieb Lattices Formed by Real Atoms on Ag(111) and Their Lattice Constant-Dependent Electronic Properties - IOPscience

2. 2.  Kondo-free mirages in elliptical quantum corrals | Nature Communications

3. 3.  Quantum size effect in nanocorrals: From fundamental to potential applications: Applied Physics Letters: Vol 117, No 6 (scitation.org)

4. 4.  Phys. Rev. B 97, 035417 (2018) - Role of the surface state in the Kondo resonance width of a Co single adatom on Ag(111) (aps.org)

5. 5.  Phys. Rev. B 97, 155401 (2018) - Green's function approach to the Kondo effect in nanosized quantum corrals (aps.org)

6. 6.  Rich Coverage-Dependent Carbon Phases Induced by Submonolayer Surface Segregation on Pt(111) at 78 K | The Journal of Physical Chemistry C (acs.org)

7. 7.  Surface reconstruction induced Co Kondo resonance width modulation on one monolayer Ag covered Cu(111) - ScienceDirect

8. 8.  Phys. Rev. B 96, 235444 (2017) - Determining the strength of magnetic and potential scattering of magnetic impurities on the surface of a topological insulator via quantum corrals (aps.org)

9. 9.  Spectroscopic study of Gd nanostructures quantum confined in Fe corrals | Scientific Reports (nature.com)

10. 10. Magnetic domain walls of the van der Waals material Fe3GeTe2 - IOPscience