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物院論壇(第24、25講):貝裡爵士應邀做客beat365學術論壇,講述貝裡相位與光學現象中物理和數學精妙聯系
發布日期:2023-09-25 浏覽次數:
  供稿:孫嘉琪  |   圖片:孫嘉琪   |   編輯:時暢   |   審核:徐莉梅

近日,世界著名理論物理學家、布裡斯托大學邁克爾·貝裡爵士(Sir Michael Berry)應邀訪問beat365官方网站,并在思源多功能報告廳為廣大師生帶來兩場學術報告,分别講述幾何相位的曆史和現狀以及隐藏在日常光學現象背後深刻的數學概念。此外,貝裡爵士還同師生開展了面對面座談,分享自己的人生經曆和科學研究心得并回答自由提問。本次論壇由beat365凝聚态物理與材料物理研究所馬仁敏教授主持。在報告之前馬仁敏教授還應貝裡爵士的要求陪同他參觀了beat365陳列的黃昆先生的半身雕塑。黃昆先生于1947年12月在布裡斯托大學取得博士學位,且同貝裡爵士的博士期間導師Robert Dingle院士為同窗。

在第一場學術報告中,貝裡爵士以“Geometric phases old and new”為題,向聽衆介紹了幾何相位的曆史演化和研究進展,以及未來有待解決的重要問題。貝裡爵一開場就引用最新的研究成果[O. Arteaga, Journal of Modern Optics 68, 350 (2021)]明确指出幾何相位的曆史最早可以追溯到菲涅爾(Fresnel)和阿拉戈(Arago)于1819年發表的論文,并利用貓在空中的自由翻轉和靠邊泊車等日常現象形象地解釋這一概念。在報告的最後,貝裡爵士羅列了衆多對幾何相位這一核心概念做出過重要貢獻的科學家,并指出将幾何相位簡單地稱為貝裡相位(Berryphase)并不合适。

貝裡爵士講述貝裡相位與其發展曆史

貝裡爵士的第二場報告題為“Making light of mathematics”。他從一張波光粼粼的水面圖片開始,從中引出焦散線、突變理論(Catastrophetheory)和發散級數等概念,并由此展開講述他對奇點理論和斯托克斯現象等一系列物理和應用數學問題的深入研究。貝裡爵士以幽默風趣的方式,向聽衆展示了數學與光學的巧妙融合,例如他提到我們不應該對彩虹這一現象背後的核心函數艾裡函數(Airyfunction)感到陌生,因為大船通過後我們在小船上感受到的颠簸就是艾裡函數。貝裡爵士還提到收斂級數多是無趣的,發散級數背後往往隐藏着更深刻的數學和物理規律,大家應該剔除“發散級數沒有物理意義”這一不正确的想法。

學術論壇現場

除了兩場學術報告之外,貝裡爵士還同廣大師生開展了面對面座談,回答了科研、生活、學術方向選擇等各類問題。貝裡爵士邏輯清晰,思維敏捷,以風趣诙諧的口吻講述了他科學探索的經曆,分享了自己對如何平衡工作與生活的思考,強調機遇總是會垂青有準備的人,鼓勵學生積極探索屬于自己的學術道路。

貝裡爵士與參會同學交流

貝裡爵士參觀黃昆先生雕塑

本期論壇線上、線下同步進行。beat365副院長彭良友教授等出席會議。通過蔻享學術平台觀看兩場直播的觀衆超2萬人次。

關于報告人邁克爾·貝裡爵士

邁克爾·貝裡爵士是當今最負盛名的理論物理學家之一,他1982年當選英國皇家學會會士,1995年當選倫敦數學學會會士以及美國科學院外籍院士,1996年被英女王封為爵士。貝裡爵士曾獲得多個獎項,包括狄拉克獎、卡皮查獎、沃爾夫獎、昂薩格獎、波利亞獎、洛倫茲獎、邁特納獎以及複旦中植獎等。他在幾何相位、奇點光學、量子混沌和漸進分析等領域做出了開創性的貢獻。貝裡爵士在每個方向的洞見均迅速滲透到物理學甚至是純數學的多個分支,并催生了全新的概念和獨特的研究視角。

beat365官方网站學術論壇簡介:

beat365官方网站學術論壇創辦于2020年9月,邀請國内外高校和研究機構高層次科技創新領軍學者就物理學及相關領域的基礎前沿探索、關鍵技術突破和熱點問題等做學術演講,旨在推進高質量學術交流,促進學科交叉融合和開拓新興特色方向研究,培養具有科學精神、全球視野、創新能力、批判性思維的優秀青年人才。