5月16日晚，复旦大学经济学院“名家讲坛”第98期课程在师生们的热切期待中拉开帷幕。本期讲坛特别邀请了复旦大学校长助理、研究生院常务副院长陈焱老师，为经济学院专业硕士研究生带来了“量子多体物理的深邃优美：科研教学管理的融合探索”主题讲座。本次讲座由复旦大学经济学院副院长许闲老师主持。

陈焱，现任复旦大学校长助理、研究生院常务副院长，物理学系谢希德特聘教授。南京大学物理系学士、博士，美国休士顿大学德州超导中心博士后，香港大学助理教授（研究），2008年至今任教于复旦大学，国家级精品资源共享课程“热力学与统计物理”负责人。长期从事关联量子体系中新奇物态的理论研究，工作领域包括非常规超导电性、量子磁性、超冷原子等，在国际知名期刊上发表论文120余篇，取得具有国际影响的创新成果。入选多项国家级人才项目。曾获国家级教学成果一等奖、二等奖，上海市教学成果特等奖，教育部自然科学二等奖等。

本次讲座分两部分展开，第一部分陈老师带领同学们一同探索物理学领域的深邃和优美。

什么是物理学

讲座伊始，陈老师引用了康德《实践理性批判》的名言：“有两种东西，我们对它们的思考越是深沉而持久，它们唤起我们的情感就越会令人感动不已：这就是我们头顶的星空和我们内心的道德律令。”这句话体现出人类面对自然世界时的敬畏，物理学恰是探究物质世界的基本构成及其相互作用的学科。具体而言，物理学的研究对象是物质、能量、空间、时间这四大基本要素，研究的空间尺度小到夸克大到宇宙，研究领域也涉及化学、生物等多门学科。陈老师进一步指出，物理学是发展最成熟、最精密的基础科学，也是人类智慧的结晶、文明的瑰宝。它的发展是历次工业革命的科学基础：第一次工业革命依托于牛顿力学和热力学；第二次工业革命建立在电磁学的基础上；第三次工业革命则以量子力学和相对论为基石。事实上，自二战以来，在诺贝尔化学奖、生理学或医学奖，甚至经济学奖的获奖者中，有半数以上具有物理学背景。

从天到地的牛顿力学

接着，陈老师从仰望星空讲起。自古以来，人类对天体运行始终充满好奇。托勒密的地心说曾主导认知，直到哥白尼提出日心说，才揭示出更接近真相的宇宙图景。丹麦天文学家第谷凭借裸眼观测积累了大量行星运行的数据，他的学生开普勒继承这些珍贵资料。面对现象层面的繁杂数据，开普勒展现出卓越的洞察力，提出了著名的开普勒三大定律。陈老师指出，开普勒只描述了“是什么”，并未回答“为什么”。这一问题最终由牛顿解答，他提出万有引力定律，并结合牛顿第二运动定律，成功推导出行星运动的规律，从而解释了开普勒定律背后的物理机制。更重要的是，牛顿打破了“天上”与“地上”两套物理法则的传统观念，首次将两者统一在同一个理论框架下。月亮绕地与苹果落地，看似无关的现象，在万有引力的视角下竟是同一普适物理原理的体现。

从物质到生命到企业经营的热力学第二定律

在谈及热力学时，陈老师重点向同学们介绍了热力学第二定律，并指出该定律揭示了自然界中一条深刻而普遍的规律：在孤立系统中，熵（即系统的混乱程度）总是趋于增加或保持不变，而不会自发减少。这一原理不仅解释了诸如墨水在清水中扩散、空气分子不会自发聚集等自然现象，也从物理学的角度揭示了时间的方向性和宇宙演化的趋势。陈老师强调：尽管熵增意味着系统趋向无序和衰亡，但生命现象却展现出一种“熵减”的特征——生命体通过新陈代谢不断从外界摄入低熵物质、排出高熵废物，从而维持自身的有序结构与发展活力。类似的情况也出现在企业管理中，例如华为公司就将热力学第二定律引入管理实践，提出构建“耗散结构”与“微观活力引擎”，通过打破组织内部的静态平衡、激发员工的持续活力，以有效抵御熵增带来的组织懈怠与僵化。

从一到多的多体物理

陈老师继续介绍，物质世界是由原子组成的，物理学家费曼曾设想，人类文明临近终结时要将只言片语传递给未来文明，具有最大信息量的短语就是“原子假说”——即一切物质皆由原子构成。当深入到原子层次时，牛顿力学不再适用，在这个尺度，粒子遵循的是量子特性，即波粒二象性——粒子同时具备波动性和粒子性，这一特性已可通过扫描隧道显微镜等现代仪器设备直接实验观察。然而，陈老师强调，单个粒子的行为远不能解释宏观世界的复杂性。多体物理所研究的，正是大量原子或粒子集体行为中所遵循的基本规律。正如安德森所言：More is Different（多则不同），集体行为并非个体行为的简单叠加。例如在水与冰的相变过程中，尽管单个水分子的结构及其相互作用保持不变，1摩尔的水分子却能“集体地、不约而同地”从液态转变为固态。陈老师表示，多体物理揭示了从微观到宏观、从个体到多体演生规律的跃迁，是连接自然基本法则与现实世界复杂性的关键桥梁。

神奇的量子多体物理

谈到量子多体物理时，陈老师以超导电性和超流动性为例，展示了这一领域中奇特而迷人的规律。超导电性是最早被发现并引发广泛关注的宏观量子现象。1911年，荷兰物理学家昂内斯首次在低温下的汞中发现电阻几乎为零的现象，揭示了材料进入超导态后的独特性质。此后，科学家还发现超导体能够完全排斥外部磁场，这正是当前超导磁悬浮列车技术的基础。另一现象是超流动性：爱因斯坦于1925年基于玻色-爱因斯坦统计预言了一种新的物质状态——当温度极低时，粒子的波动性显著增强，大量原子凝聚到同一个量子态，形成整体一致的运动行为。实验上，氦-4在接近绝对零度时展现出零粘滞系数和沿容器壁“逃逸”而出的超流特性。陈老师指出，这些在量子多体系统中的宏观量子现象，不仅挑战着人类的直觉认知，也成为现代物理学最前沿、最富挑战性的研究方向之一。

讲座的第二部分，陈老师给同学们分享了如何把科学研究中锤炼出的创新意识和探索精神，融入科研、教学和管理工作中。

科研：量子多体理论研究

科研方面，陈老师介绍了自己二十余年来在高温超导领域的三方面代表性工作。一是围绕高温超导体中的竞争序问题，通过建立微观理论去解释不同实验看似矛盾的结论，揭示其背后统一的物理机制；二是致力于手征自旋液体这一新奇拓扑量子物态的研究，解决了困扰国际学术界三十余年的理论难题；三是首次构建了复合玻色费米三聚体超流态这一新奇量子物态的理论，并通过解析推导与数值计算证实该超流态的稳定存在。这些工作为高温超导领域的发展提供了重要的理论基础。

教学：以创新理念贯穿教学

教学方面，陈老师认为每位学生都蕴藏着无限潜力，优秀的大学和教师应善于激发这种潜能，让创新成为学生成长的原动力。陈老师分享了自己在《热力学与统计物理》课程中的教学实践。他强调“不痛不快、先痛后快”的学习理念，将科研训练融入课堂，鼓励学生通过探索性的自主学习掌握知识。课程不仅讲述科学史和发展脉络，还设置了开放式研究课题，组织学生进行论文撰写与互评，使他们在实践中亲历科研的全过程。每学期末，学生们展示课程论文成果并接受同侪评审，优秀者获得表彰。这种教学设计不仅提升了学生的学术能力，更点燃了他们的创新激情，让他们切实感受到创造所带来的成就感与快乐。

管理：以创新理念贯穿管理工作

最后，陈老师从管理角度分享了复旦大学以创新理念推动研究生教育改革的实践探索。学校正通过对“学生—导师—培养”三大核心要素的系统调控，全面推进研究生教育高质量发展。在“卓博计划”引领下，学校选拔本科前10%学生，配备顶尖导师并制定个性化培养方案，显著提升了本校直博项目的吸引力。由复旦设计并牵头、国内多所顶尖高校参与的JUSTCOOL：PhD项目，通过建立优秀外国留学生的联合招生培养机制，打造面向全球的博士生教育品牌。同时，围绕社会经济发展和产业中的具体人工智能应用场景，学校构建了AI-BEST课程体系，打造通识、核心、学科、垂域有机结合的进阶式课程结构，并推进AI+交叉人才培养模式，将课程建设与产教融合、科教融汇充分结合。近期，学校首创性推动“本研融通”人才培养模式改革，通过自上而下的体系设计与自下而上的路径设置，构建长周期、贯通式的人才培养体系，致力于培养面向未来的“干细胞式”拔尖创新人才。

问答环节

同学提问：在讲解超导微观理论时，BCS模型中用到了“滚球”这一可视化方式来帮助理解电子如何通过声子媒介形成库珀对；在科普视频中介绍万有引力或广义相对论时，也常使用类似的“滚球”模型来形象化物体在弯曲时空中的运动。这两种“滚球”表示之间是否存在某种联系？它们的物理本质是否一致？

陈老师指出，虽然两者都借助了“滚球”这一直观图像来辅助理解复杂的物理机制，但这种类比限于教学上的可视化手段，并不意味着物理本质上的关联。要真正理解科学原理，必须回归公式推导与深入思考，才能形成自己的理解和体会。

至此，讲座在同学们的热烈掌声中落下帷幕，感谢陈老师的精彩分享。

学习心得

聆听陈老师的讲座后，我收获颇丰。作为曾经的理科生，虽然高中阶段学到的很多物理知识现在有些模糊了，但陈老师的讲授非常生动，有些知识是我高中曾经学过的，但更多的则是我初次接触的前沿理论。老师这次讲座把牛顿力学与热力学定律的发展脉络梳理得特别清晰，量子力学与多体物理的入门知识，例如BCS理论（即超导的微观理论），老师通过将其与在弹簧床上滚球类比，使理论变得更加通俗易懂，不再那么深奥。

——金融专硕张同学

物理不仅是公式与理论，更是对宇宙万物本质的探索和追寻，也会对人类社会的个体行为和组织行为产生启迪。讲座涉及的热力学第二定律让我印象深刻，陈教授用具体的自然现象和生动案例，以跨学科视角串联起物理、生物、管理的融合探索，揭示了生命和熵的关系、企业和熵的关系。企业的活力之源便是“熵减”，保持厚积薄发和开放合作，打破平衡静止的企业超稳态，建立新的发展势能。同时，企业也要以奋斗者为本，激发生命活力和发展动力。

——税务专硕陈同学

陈焱教授的讲座让我看到物理学与教育创新的奇妙共振。他用“知行合一”串联科研与教学——在热力学课堂上引入前沿研究案例，将严谨的数理思维化为探索未知的钥匙。更启发我的是，他借量子系统的协同效应类比经济生态：每个市场主体看似独立决策，却像微观粒子般形成宏观规律。作为经济学子，我开始思考如何将物理学的整体性思维融入供需分析，用复杂系统视角观察市场波动。这种打破学科壁垒的智慧，正是我们在数字经济时代最需要的。

——资产评估专硕曾同学

在谈及“热力学统计物理”课程改革创新时，陈老师所说的给我很大的鼓舞。研究生阶段的学习和科研是充满挑战的，而充满挑战的生活是痛苦并快乐的丰富体验。

——资产评估专硕徐同学

陈老师以风趣的语言介绍了负熵的概念，结合经济管理学科，举了华为企业管理的例子，阐述了企业的成长中从外部汲取负熵的重要性，很有启发意义。

——国际商务专硕马同学