利奥·P·卡达诺夫（1937-2015）

方陵生/编译

利奥·P·卡达诺夫（1937-2015）

方陵生/编译

利奥·菲利普·卡达诺夫

●2015年10月26日，芝加哥大学物理学和数学荣誉教授、杰出的理论物理学家利奥·菲利普·卡达诺夫（Leo Philip Kadanoff）因手术并发症不幸去世。

卡达诺夫是过去半个世纪以来最杰出的理论物理学家之一，他的理论彻底改变了物理学家对集体现象（collective phenomena）和物质结构的认识。他关于物质的标度概念、将物质划分为“卡达诺夫分块”的概念，以及与这种标度变换相关的数学框架，对于从凝聚物质到基本粒子的各种应用都产生了巨大影响。除了众多的研究成果之外，他还是一位受很多学生、博士后和同事爱戴的导师，并为兴趣驱动、合作和跨学科研究树立了一个很好的榜样。

卡达诺夫于1937年1月14日出生在纽约，与罗伊·格劳伯（Roy Glauber），他未来的论文导师在204号街的同一幢公寓长大，与戈登·贝姆（Gordon Baym），他未来的合作者住的地方也只相隔半条街。卡达诺夫在哈佛大学读了大学和研究生，1960年以两篇学位论文获得物理学博士学位，一篇是和格劳伯合写的，另一篇是与保罗·马丁（Paul Martin）合写的。之后在哥本哈根的尼尔斯·玻尔研究所以博士后的身份从事研究工作，并在那里和贝姆合作完成了教材《量子统计力学》的编写，教材介绍了非平衡态相互作用量子系统的技术处理问题。这本教材至今仍然被用于半导体器件、等离子体和基本粒子的基础研究教材。

1962年，卡达诺夫加入了伊利诺伊大学香槟分校物理系，主要研究凝聚态的特性和临界现象，并形成了他关于重整化和标度的理论基础。在卡达诺夫介绍的许多概念中，其中两个在量子场理论中非常关键：算符乘积展开和异常标度尺寸。他还发起了对动态临界现象的调查研究，他所发明的流体力学晶格表达法一直沿用至今。

1969年，卡达诺夫调到布朗大学物理系，在那里他利用电脑模拟来解决城市规划中的一些问题。1978年，他调到芝加哥大学，在那里一直工作到2003年退休。1981年到 1984年，以及 1994年到1997年，卡达诺夫任芝加哥大学材料研究中心主任，2007年任美国物理学会主席。

卡达诺夫致力于研究复杂性、流体流动和物理计算的计算机应用。这方面的兴趣导致他开始研究系统在接近临界点（改变物质特性的关键点）时的行为。例如，他会观察简单系统出现混乱的可能途径，观察液体出现湍流的可能途径等。他引入了多重分形概念，以描述不稳定状态下的模式形成的类型，他还促成了对液体奇点的一系列研究，如柱状液体如何分解形成液滴，以及非线性偏微分方程的数学分解法等。

卡达诺夫在物理学研究上取得的巨大成就举世公认。卡达诺夫于1999年获得美国国家科学奖章，其他荣誉包括1980的沃尔夫物理学奖、1989年国际纯粹与应用物理联合会颁发的玻耳兹曼奖、美国物理学会的 1977年的奥利弗·E·巴克利奖和1998的昂萨格奖、2011年物理学研究所颁发的艾萨克·牛顿奖章和1990年获得的芝加哥大学卓越教学奖。

在整整一代理论物理学家中，卡达诺夫被视为一个领袖人物。他的遗产不仅包括他所创建的物理学理论，还包括受过他教诲的同事和学生。汤姆·威滕（Tom Witten）是他在芝加哥时共事长久的同事，他说：“就我所知，利奥对于人才培养一直都很关注。”他对他身边各个年龄层次的物理学家的影响都是极为深远的。他对自己的理论和观点很有信心，对于人们的热情和赞誉，只要受之无愧，他都会坦然受之。这些性格特点帮助他在他的周围创造一种有利于科研事业发展的氛围，任何独到的创意和判断都是弥足珍贵的，值得珍视的。经他指导过的很多学生和博士后，在他们各自的事业中都有杰出的表现，很多人的成功都可以追溯到他们从利奥那里受到的教益。

作为一个杰出的数学物理学家，利奥并没有忽略他的计算方法背后的核心理论，他会以非常专业的物理学术语来解释其意义，他乐此不疲地应用在一个科学领域的造诣来开发另一个新的领域，他努力促成不同学科的科学家和工程师之间的合作，鼓励研究人员具有多方面的兴趣，包括技术理论、实验、科学传播等。

事实上，正如他自己在一次访谈中所说的那样，利奥的沟通能力是他的想法被广泛接受、得到广泛应用的重要原因之一。他认为，只有众人的齐心协力，科学才能进步，他的榜样激励了更多跨学科之间的合作。不仅在他主要的研究领域统计物理学内，在流体力学、凝聚态物理、化学和工程学等领域内，哪些问题是人们会感兴趣的，哪些成果会产生重要影响等，他都有很强的判断力。他会强调一些令人兴奋的问题，他会将数学家、计算机科学家、理论物理学家和实验人员汇集在一起，来攻克某个问题。

和利奥在一起永远不会感到乏味。他常常妙语连珠，但在他幽默的俏皮话中常会包含某个严肃而艰涩的科学事实。他永远是那么的幽默风趣，他也一直关注着其他实验室的进展，并经常访问那些实验室。我们还记得他一次特别有趣的来访，我们当时和利奥的同事海因里希·耶格（Heinrich Jaeger）一起，正在用一些颗粒物进行崩塌实验。当他了解到我们所用材料中还包括有芥末种子，利奥把他的手伸进去尝了一尝。尽管在实验结果出来之前，很难用试吃这种方式来证明一个理论是对还是错，但无疑他以这个小小的动作表达了对我们实验的鼓励和支持。

[资料来源：Physics Today][责任编辑：岳 峰]