片斷:第一章引言從1986年發(fā)現(xiàn)第一個銅氧化物高溫超導體開始掀起的研究熱潮,至今已持續(xù)十多年了.在這個遍及全球的熱潮中,研究涉及領域的廣度、觸及問題的深度,都是近幾十年來少見的.浩瀚的研究結果分散在上百次會議、數(shù)百種雜志的幾萬篇文獻中.各種專著,包括各類專題性的綜述在內,已逾千種.但是,尚不多見適合于學生用的教材.特別是在國內更不多見.已有的一些,也大多只是涉及早期的研究結果.筆者十年來在各種場合下,以‘高溫超導研究新進展’為題,作過許多次演講,深感需要一本專著性的教科書.寫這樣的書有相當?shù)碾y度,主要是因為研究還在迅速地進行中,還沒有一個統(tǒng)一的理論解釋.筆者希望能以核心物理問題為主線,從眾多物性的不同側面,較為深入地揭示高溫超導體向傳統(tǒng)凝聚態(tài)物理學提出的挑戰(zhàn).使讀者從實驗中逐步地把握住傳統(tǒng)的物理概念和理論是怎樣失效的.筆者希望不拘泥于實驗技巧的細節(jié),能把實驗中包含的物理本質介紹出來.希望不過多地借用數(shù)學,能把物理圖象突顯出來.使讀者能盡快地進入高溫超導研究的前沿領域,更快地觸及到問題的核心方面.寫這樣一本書的難度是顯而易見的.高溫超導體有許多令人吃驚的性質.從發(fā)現(xiàn)高溫超導現(xiàn)象至今十多年的研究熱潮中,在繼續(xù)尋找更高T↓c值的新材料的同時,人們已經在確證、充實及理解那些奇特的現(xiàn)象上花費了巨大的力量.這個課題任務是極重大的,因為強電子關聯(lián)效應和強的磁耦合效應似乎是最要害的部分.人們必須找出某種確定的方式來修正BCS理論甚至朗道費米液體理論,以便說明這眾多的奇異的反常性質.幾十年來,朗道費米液體理論和BCS(巴丁-庫珀-施瑞弗)理論曾不斷被證明在非常廣泛的材料中是正確的.然而,在高溫超導體面前它們受到了嚴重的挑戰(zhàn).這種情況迫使人們必須發(fā)展這些理論,使它們能更綜合地包容進電子之間的強相互作用.可以肯定,高溫超導體正常態(tài)及超導態(tài)中的反常性質必定會使人們對固體的認識發(fā)生重大的改變.高溫超導材料是迄今被研究過的最復雜的材料中的一種.需要純度和均勻度都非常高的高質量大單晶,以便研究它們的許多各向異性的本征屬性.我們將拋開研究工作的先后順序,重點介紹主要的新現(xiàn)象和這些新現(xiàn)象反映出的重要的基本問題,以及相伴隨著而發(fā)展出的新概念和新思想.選取的這些現(xiàn)象和基本問題,已經獲得多數(shù)研究組的首肯和共識.可能,或者說,我們預期它們將能經受住時間的考驗.由于篇幅所限,不能詳細描述這些現(xiàn)象和問題的細節(jié),只是強調結果的物理內涵,強調它們的偏離費米液體理論和BCS理論的反常奇異特性.本書前言前言物理學是自然科學的基礎,是探討物質結構和運動基本規(guī)律的前沿學科。幾十年來,在生產技術發(fā)展的要求和推動下,人們對物理現(xiàn)象和物理學規(guī)律的探索研究不斷取得新的突破。物理學的各分支學科有著突飛猛進的發(fā)展,豐富了人們對物質世界物理運動基本規(guī)律的認識和掌握,促進了許多和物理學緊密相關的交叉學科和技術學科的進步。物理學的發(fā)展是許多新興學科、交叉學科和新技術學科產生、成長和發(fā)展的基礎和前導。為適應現(xiàn)代化建設的需要,為推動國內物理學的研究、提高物理教學水平,我們決定推出《北京大學物理學叢書》,請在物理學前沿進行科學研究和教學工作的著名物理學家和教授對現(xiàn)代物理學各分支領域的前沿發(fā)展做系統(tǒng)、全面的介紹,為廣大物理學工作者和物理系的學生進一步開展物理學各分支領域的探索研究和學習,開展與物理學緊密相關的交叉學科和技術學科的研究和學習提供研究參考書、教學參考書和教材。本叢書分兩個層次。第一個層次是物理系本科生的基礎課教材,這一教材系列,將在幾十年來幾代教師,特別是在北京大學教師的教學實踐和教學經驗積累的基礎上,力求深入淺出、刪繁就簡,以適于全國大多數(shù)院校的物理系使用。它既吸收以往經典的物理教材的精華,盡可能系統(tǒng)地、完整地、準確地講解有關的物理學基本知識、基本概念、基本規(guī)律、基本方法;同時又注入科技發(fā)展的新觀點和方法,介紹物理學的現(xiàn)代發(fā)展,使學生不僅能掌握物理學的基礎知識,還能了解本學科的前沿課題和研究動向,提高學生的科學素質.第二個層次是研究生教材、研究生教學參考書和專題學術著作.這一系列將集中于一些發(fā)展迅速、已有開拓性進展、國際上活躍的學科方向和專題,介紹該學科方向的基本內容,力求充分反映該學科方向國內外前沿最新進展和研究成果.學術專著首先著眼于物理學的各分支學科,然后再擴展到與物理學緊密相關的交叉學科.愿這套叢書的出版既能使國內著名物理學家和教授有機會將他們的累累碩果奉獻給廣大讀者,又能對物理的教學和科學研究起到促進和推動作用.《北京大學物理學叢書》編輯委員會1997年3月