刘俊明

台阶的传说：放眼量子的热电身影之外

刘俊明

我在华中工学院懵懂上学时，时任学院党委副书记刚从美国进修归来，给我们开设了“科学哲学”课程。书记的音容笑貌我已然忘却，他口若悬河，在万千话语中夹杂了科学革命结构中范式的概念，依然让我隐约可记。这一概念是科学哲学骨灰级大鳄库恩 (Thomas Sammual Kuhn,1922～1996)提出的。虽然范式理论的细节非我所能领悟，但我记得其中一个Scenario是：科学发展是台阶式的，即科学变革是基于前一个体系之科学知识慢慢积累，到一定程度后发生质变，从而踏上一个更高台阶。这种台阶跨越毫无疑问是相变的麾下，其中描绘了科学或者科学技术知识对时间的一个个台阶函数！这一观念在那个知识匮乏的年代颇有创意，令人印象深刻。于是，我记住了这个台阶函数（如图1所示），并经常以调侃的方式“解释”很多其他现象，因而时常颇为自得甚至自鸣得意，给自己不断受到打击的学生生涯注入一剂剂“吗啡”。

FIG.1 科学知识结构的测度：知识量的时间函数。右图中的台阶未必就是水平的，应该会呈现某种倾斜上升的样子。

事实上，库恩先生的这个观点可不仅仅是某种猜想或泛泛之论，每个学科或者每个领域都可以给出很多这种台阶结构的实例。恕我愚钝，只能在其熟悉的方寸之地信手摘来几朵小花，以缅怀故去的库恩大人。凝聚态物理中最著名的例子大概要算超导体的超导转变温度Tc了，您可以看到Tc随时间的变化呈现非常特别的台阶形态，如图2(a)(b)所示。……