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_NEWSDATE: 2026-06-01 | News by: 返朴 | 有0人参与评论 | _FONTSIZE: _FONT_SMALL _FONT_MEDIUM _FONT_LARGE
但是好景不长,皮埃尔1906年因为车祸意外逝世,仍然盛年的居里夫人成了寡妇,皮埃尔的逝世给她带来了毁灭性的精神打击,不过一如她一生的行事,居里夫人最终坚强地挺了过来,并接替了皮埃尔在索邦大学的教授职位(成为索邦大学历史上第一位女教授),继续着他们共同的科学事业。时间不断往前流淌,人们似乎接受了居里夫人总是穿上黑色的长裙,并因长期接触放射性物质而脸色苍白的一幅科学修女或者圣徒的形象,彼时保守的法国社会似乎没人觉得她也是一个有爱有恨有血有肉的中年女人。
到了1910年左右,距离皮埃尔去世已经过去了4年,居里夫人一直深陷在孤独与高强度的科研工作中,彼时她大约43岁。也就在这时,她和皮埃尔的得意学生,小她5岁的理论物理学家保罗·朗之万(Paul Langevin,1872—1946)发生了一场轰动社会的恋情。这恋情和之后玛丽·居里的人生,正是我在阳台上想到的个人选择和个体自由表达的故事的主线,但在深入此事之前,请允许笔者岔开一笔,略及朗之万动力学方程(Langevin equation)在量子多体中研究中的应用。
二(一)、朗之万方程和投影哈密顿量
朗之万方程原本是朗之万在1908年提出的用微观力学方法解释水中的花粉粒子布朗运动的微分方程,不同于爱因斯坦直接从概率密度函数出发的宏观做法,朗之万从每个花粉粒子所感受到的微观环境出发,开创性地将“牛顿力学”与“概率随机震荡”结合在了一起,这个方程也因此成为了现代随机过程(Stochastic Processes)和统计力学的基石。朗之万方程背后隐藏着一个极其深刻的物理学原理——涨落耗散定律(Fluctuation-Dissipation Theorem),它解释了花粉粒子在水中的运动轨迹是方程中的随机涨落项和确定性阻力项共同作用之下的效果。
时间过去了一百多年,朗之万动力学方程已经变成了科学上描述随机过程的通用语言,在笔者从事的量子多体物理学研究中也影响深远并仍然具有生命力。在笔者的行业中,朗之万方程首先被用来提高高能物理量子场论格点模型的路径积分蒙特卡洛抽样效率[1]。研究人员(包括因重整化群而获得诺贝尔物理奖的K. G. Wilson,见参考文献中的注释)通过随机噪声和对于系统本征作用量的导数的联合作用——一如朗之万在处理花粉的布朗运动中引入的随机涨落项和确定性阻力项——完成对于多体系统路径积分构型的集体更新。这样做既可以减少计算的时间(集体更新的计算操作数少于传统的蒙特卡洛局部更新),又让构型的更新体现出多体系统的本征动力学行为,保证了更新的有效性。
更进一步,朗之万方程也出现在目前如火如荼的朗道能级投影哈密顿量[2]和关联平带投影哈密顿量[3](也就是二维量子莫尔材料——如转角石墨烯和分数陈绝缘体——的基本模型)的研究中。不同于传统的具有局域相互作用的量子多体模型(如 Hubbard 模型或者 Heisenberg 模型),关联平带模型所使用的投影哈密顿量,因为投影基函数的引入而变得具有长程相互作用,这就使得用来求解局域相互作用模型而开发的量子蒙特卡洛计算技术在处理这样的问题时变得笨拙和低效。
为了解决这样的问题, 研究人员们(也包括笔者和合作者正在进行的研究)开始意识到,使用朗之万方程所代表的、既包含随机过程特征又体现系统本征动力学梯度矢量的集体更新,才是解决如朗道能级投影哈密顿量或者关联平带投影哈密顿量这样新的量子多体问题的正确方法。这样的蒙特卡洛集体更新方法,既减少了计算复杂度,又因为遵从系统本身的动力学行为而保证接收概率。新的尝试和新的物理结果正在不断出现,拓宽着人们的视野[2, 3]。这个方向的研究,也是笔者此次巴黎之行和当地学界讨论的一个方向。
二(二)、玛丽·居里和肖邦的个人选择和表达
但让我们再把叙事拉回玛丽·居里和朗之万,朗之万比玛丽小5岁,彼时也正深陷在自己糟糕且充满暴力的婚姻里,日常的接触让玛丽和朗之万这两个同样孤独且在科学上高度共鸣的灵魂最终走到了一起。
他们在索邦大学附近租了一个简陋的小公寓(离法兰西公学院的阳台不远),这里成为了他们远离喧嚣的“安全屋”。每天结束高强度的实验室研究工作后,他们会在这里私会,一起做饭、喝茶、讨论最新的物理学进展,相互抚慰和激励。在这场爱情中,玛丽做为一个成年的女性,坦诚和真实地表达出对于爱和性的要求,她写给朗之万的信件让我们看到了一个真正的人,而不是“科学圣女”的内心。
“我是多么渴望看到你的眼睛里重新燃起渴望我的火焰……当我能完整地拥有你(t'avoir tout à moi)时,那种肉体与灵魂的战栗是无法言喻的。”- 新闻来源于其它媒体,内容不代表本站立场!
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