從文科生到物理巨擘，諾獎得主Leggett逝世

據伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校官網消息，理論物理學家安東尼·萊格特（Anthony J.Leggett）于美國當地時間3月8日逝世，享年87歲。

萊格特被公認是低溫物理與凝聚態理論領域的世界級領軍人物，因對超導體和超流體理論的先驅性貢獻而榮獲2003年諾貝爾物理學獎，并在宏觀量子現象、耗散系統量子理論及量子力學基礎研究方面留下深遠影響。

綜合報道 | 返樸

“萊格特教授思維卓越，總是在研究具有突破性的思想，而且他為人謙遜低調、平易近人，”伊利諾伊大學生物工程教授拉希德·巴希爾（Rashid Bashir）說，“世界失去了一位傳奇人物，也失去了一位極好的人。我們將深切懷念他。”

萊格特最為人所知、也為他贏得2003年諾貝爾物理學獎的成就，是解釋了在極低溫度下，液態氦-3原子是如何配對并形成無摩擦、無粘滯的“超流體”的。在此之前，科學家已經知道氦-4在極低溫度下會變成沒有任何粘滯性的超流體，但氦-3原子屬于費米子，按照泡利不相容原理，單個氦-3原子不能像氦-4那樣直接以玻色子的方式凝聚。萊格特在1970年代巧妙地運用并拓展了BCS超導理論，提出氦-3原子在毫開爾文級別的極低溫度下，會通過一種非常復雜的方式兩兩配對，形成自旋和軌道角動量都不為零的庫珀對。他的理論不僅完美預言了氦-3超流體中復雜的多相結構，還揭示了這種微觀量子態如何決定了液體的宏觀流體動力學和磁性特征。這一理論框架后來不僅在低溫物理中占據核心地位，還被物理學家廣泛應用于宇宙學、亞原子粒子研究以及液晶等多個領域。

2003年12月，在瑞典斯德哥爾摩舉行的頒獎典禮上，萊格特從卡爾·古斯塔夫國王手中接過諾貝爾獎。| Darrell Hoemann/The News-Gazette

除了超流體，萊格特在量子力學的基本宏觀應用方面也做出了不可磨滅的貢獻。他始終對量子力學能否直接應用于宏觀物體抱有嚴謹的審視態度。為了探究這一問題，他與合作者提出了著名的Caldeira-Leggett模型，詳細描述了量子系統在與宏觀環境相互作用時，是如何發生量子退相干并逐漸喪失量子特性的，這為開放量子系統、量子退相干和超導量子電路噪聲理論提供了重要基礎。此外，他提出的Leggett-Garg不等式，猶如宏觀世界里的貝爾不等式，為實驗物理學家提供了一種檢驗“經典宏觀實在論”與量子預測是否兼容的數學工具。萊格特的理論直接影響了約翰·克拉克（John Clarke）、約翰·馬丁尼斯（John Martinis）和米歇爾·德沃雷特（Michel Devoret）在電路中發現宏觀量子力學隧穿和能量量子化的實驗，他們憑借這項工作分享了2025年諾貝爾物理學獎。

約1985年，萊格特就“薛定諤的貓”發表演講。| Emilio Segrè visual archives of the American Institute of Physics

1986年，高溫超導體被發現后，萊格特提出了測試新型超導體對稱性的實驗方案，這也促成了戴爾·范·哈林根（Dale Van Harlingen）、唐納德·金斯伯格（Donald Ginsberg）和大衛·沃爾曼（David Wollman）的實驗。這項實驗在1993年給出了新型超導體具有d波對稱性的關鍵證據，而傳統（常規）低溫超導體通常可由近似各向同性的 s 波配對描述。

1938年3月26日，安東尼·萊格特出生于英國倫敦南部坎伯韋爾的一個天主教家庭。他后來不無幽默感地寫道：“據說我比預產期晚了七分鐘才出生，這似乎預示著我早年就有的拖延癥傾向，而這種傾向恐怕會貫穿我之后的大部分職業生涯。”

他的父母是各自家族中的初代大學生，他們在倫敦大學求學期間相識并訂婚。安東尼出生后不久，第二次世界大戰爆發。18個月大的他被疏散到薩里郡恩格爾菲爾德格林的一個小村莊公園里，在那里度過了戰爭年代。戰爭結束后，他回到倫敦上諾伍德的家中。父親成為中學物理、化學和數學教師，母親則因家庭壓力放棄了教師職業，全心照顧五個子女。

萊格特的父母都是天主教徒，所以他從小就接受天主教信仰的熏陶。他后來回憶：“這使我們在當時的英國成為了一個人數不多且處境艱難的少數群體。雖然我在二十歲出頭就不再是虔誠的天主教徒了，但我仍然時不時地會想，童年和青少年時期，我堅持和捍衛（有時是在公共場合，甚至面對一些嘲笑）與眾不同的信仰和態度的經歷，在多大程度上影響了我后來對物理學乃至對生活的態度。”

萊格特早年的學術軌跡頗具傳奇色彩。他最初在牛津大學攻讀人文學科專業，并于1959年獲得古典學（Literae Humaniores）的本科學位。“你必須在很小的時候（通常是十五歲，但我當時是十三歲）就做出選擇——在古典文學、現代語言、數學和科學之間做出選擇。這個選擇基本上決定了你在大學里可以攻讀哪些學位（假設你上了大學），而這反過來又嚴重限制了你能申請的工作類型。”

雖然哲學是萊格特最擅長的科目，但他并沒有打算以哲學家為職業，因為他覺得哲學這門學科更多地依賴于“措辭”，而不是客觀標準。他說：“數學這個學科決定了，如果做錯那只能是因為你蠢。我希望有做錯了但還不蠢的可能性。”

完成第一個學位后，他選擇在牛津攻讀第二個本科專業——物理學。隨后，萊格特繼續攻讀物理博士學位，并于1964年在牛津大學完成學業。他進入伊利諾伊大學物理學系，跟隨戴維·派恩斯（David Pines）和約翰·巴丁（John Bardeen）；其后又在日本京都等地從事博士后研究。

萊格特在2003年的諾獎新聞發布會上回憶，大學快結束時發生的兩件事使他對物理產生了興趣——一是前蘇聯1957年發射了第一顆人造衛星斯普特尼克1號；二是一個過去曾當過數學教師的退休牧師“照顧著我，教給了我很多事情”。他說這位牧師的指導“讓我有了學習數學的信心”。

對于這段“文科生”的經歷，他曾說：“經常有人問我，在我后來的物理學生涯中，我從古典學學位中得到的訓練是否以及如何對我有用。對于這個問題，我有一個開玩笑的答案，即我顯然與我的一些物理學同事不同，我至少知道希臘字母 j 和 y 之間的區別！”

“不過，我也有一個認真的回答。我當然覺得至少這個學位的哲學部分幫助塑造了我看待世界的方式，特別是看待一些物理學問題的方式。這并不是一件容易量化或說得很具體的事情；我從來沒有接受過精神分析課程，但我想，任何真正經歷過這種過程的人，大概都不可能再以完全相同的眼光看待世界。我認為，我在牛津經歷的那種嚴格的分析哲學訓練，對我來說也是如此。另一個類比，也許是我后來把日語學到相當流利時所體驗到的那種感覺：這就像是一個人學會了使用一塊自己原先并不知道存在的肌肉。無論如何，我從來沒有一刻后悔過我在這個學位上花費的時間。”

從1967年到1983年，萊格特在英國薩塞克斯大學（University of Sussex）度過了早期極其豐產的十幾年。隨后他回到伊利諾伊大學任教，直至2019年退休。

萊格特與其研究團隊成員在如今以他名字命名的研究所——安東尼·萊格特凝聚態理論研究所工作。| 攝影：L. Brian Stauffer

在伊利諾伊大學任職期間，他還同時在加拿大滑鐵盧的量子計算研究所（Institute for Quantum Computing）擔任職務。2013年，他出任上海復雜物理中心創始主任；2023年，他成為伊利諾伊大學凝聚態理論研究所（Institute for Condensed Matter Theory）的首席科學家。該研究所也于2023年更名為安東尼·J·萊格特凝聚態理論研究所。

萊格特在世的親人包括他于1973年結婚的妻子Haruko Kinase-Leggett；他的女兒Elizabeth Asako Kinase-Leggett；以及他的姐妹Judith Leggett和Clare Prangley。

在他獲得的眾多其他獎項中，包括沃爾夫物理學獎（2022-23年）、尤金·芬伯格紀念獎章（1999年）、保羅·狄拉克獎章和獎金（1991年）、西蒙紀念獎（1981年）、弗里茨·倫敦紀念獎（1981年）以及詹姆斯·克拉克·麥克斯韋獎章和獎金（1975年）。

萊格特是美國國家科學院院士、美國哲學學會會員、美國藝術與科學院院士、愛爾蘭文學與歷史學會會員。他也是英國皇家學會、美國物理學會和美國物理學聯合會的會士。他是英國物理學會的榮譽會士，也是俄羅斯科學院的外籍院士。2004年，他因“對物理學的貢獻”被英國女王伊麗莎白二世授予爵士頭銜。

“托尼（萊格特）是一位深受愛戴的同事。他說話總是輕聲細語，以至于人們很容易忽略他的成就之非凡，”伊利諾伊大學物理學系主任維迪婭·馬達萬（Vidya Madhavan）說，“他對物理學系和學校都懷有極其深厚的歸屬感。無論多么忙碌，他總會抽時間幫助同事和學生；盡管經常出差，他始終是物理學系穩定而持續的存在。他和妻子一起向一代又一代同事、學生和博士后敞開家門，我們所有人都對此深懷感激。”

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