几年前，命运驱使我进入了布林克曼委员会（Brinkman Committee）一一这是一个专家小组，它每隔10年左右在美国碰头一次对物理学进行评述。为了作好准备工作，我仔细地查阅了以前的评述以了解委员会在我熟悉的原子物理学方面已经做得如何，然而成绩平平。显而易见，没有人注意到，激光是对原子物理的重大变革，而且把光学推进到物理科学的主流中。还有单粒子陷阱、基团、高分辨散射和许多其他的进展都被遗漏了。

自从上次物理学评论——布林克曼报告——以来虽然还不到5年，但是已经出现了一系列深刻的进展，对这些进展我们是估计不足的或者是完全没有预料到的。由此可以得出，或者物理学家是目光短浅的，或者大自然是无穷无尽的，当然，我是投票赞成后者的。为了支持我的观点，下面列举出我们遗漏的某些事例：

高Tc超导电性 两名科学家对完全不起眼的材料——铜氧化物产生了看来有些古怪的兴趣，从而导致了高温超导电性的发现，这已经成为一篇传奇故事。它证实了每个科学家按照他们的方式追求自己目标的巨大传统并且表明在科学上的奇迹是经常会发生的。它也说明了那些表面上简单的系统可能是精巧的和复杂的，虽然历时5年，有了18000篇论文，高温超导电性的基本物理原理依然是一个谜，悬浮列车和超导功率电缆的早期幻想也没有实现。然而，构成超导结构基础的两维特性受到了重视，它已经导致了对薄膜行为的新认识，而且已经开辟出实用的薄膜器件的途径。要得到为更一般的应用而需要的强大电流就要突破构成两维超导结构的限制。人们期待着最好的结果。

超新星1987 A 由于超新星大约每300年在银河系闪亮一次，因而1987年的出现可以被说成是令人震惊的，但并不是不可思议的。然而，在星体核塌缩时，大约有1057个中微子被发射出来，它们在星际航行了17000年并在接连的几秒钟内到达地球，其中有15个中微子已被探测到，这件事近乎是一个奇迹一一一笔在日本和美国从探测质于衰减中得到的意外财富。中微子讯号和超新星爆炸性塌缩理论之间的一致性是中微子物理的一次很大的成功。虽然在短短几年内，超新星的发光亮度已经引人注目地有所降低，但是目前超新星凭借着来自钴－57的放射性衰变所提供的光还在增长着。这里测量结果再次和理论图像极其相符，这个事实正在直接被加在教科书的标题上。

原子冷却和原子光学 光可以驱动原子，这一点几乎不再是新闻，但是似乎没有人认识到光场和原子内部动力学的相互作用使得有可能把原子冷却到几个微开（10-6 K）的温度，有可能把原子悬浮在空中、像网球一样把原子抛出去或者使原子在一个新的超低速运动的领域内发生碰撞。这种冷原子的一个喷头已经产生了一个比在最好原子钟内的共振讯号尖锐50倍的共振讯号。原子光学已经从这些方面的研究工作中发展起来，其中心内容大致围绕着原子波和力学结构，光场和两者之间的相互作用。由低折射率光学玻璃系列制成的平面镜已经使原子束发生了反射，而根据相干的原子束，也已经创造出了一种新的干涉测量法。

巴基球（Buckyballs） 布林克曼的报告对“基团”——那些介于单个原子和固态结构之间的物质小颗粒——给以了恰如其分的重视。基团可以在超音频的束流中产生出来——但是，人们发现了碳60谱线中的反常的峰值。观测碳60以及把它确认为具有足球状结构巴基球，曾引起了一场激动人心的声浪，然而一旦发现可能制造出大块材料时——事实上，自远古以来碳60作为烟灰的一个主要成分一直存在于我们周围——声浪变成了呼啸。这次激动使人想起继高温超导体发现以后的那次激动。碳60仅仅是一类奇异分子——称为fullerenes一一一中的一个成员。对化学和材料科学来说，由于发现碳的这种新的状态而创造的有利时机，在目前是超出了人们的理解范围的。

复杂性、混沌和非线性动力学 一般说来，物理学家尊重简单性，然而值得注意的是，研究复杂性已经移到了舞台中心。复杂性包含着从晶体生长到神经系统动力学的一切事物。它的中心议题——精巧的结构来自简单操作的多次反复——现在已被认为是自然界的基本组织原理。但是这个复杂性的词汇在上次的物理评论中也没有被提到过。非线性动力学也移向了舞台中心。它的起源可以追溯到本世纪刚刚开始时庞加莱的工作；混沌的起源也可追溯到几十年前。但是，只是在最近几年内，非线性动力学和混沌理论才加入到物理学的主流中来。上一次的物理评论几乎没有注意到，经典力学正处在一次获得新的生命力的临界点上。

超形变核 虽然这些核的存在是理论上的预言，然而，在实验尚未发现它们之前，下面的情形似乎是不大可能的：许多核子可以以类似香肠的几何形状有效地处于稳定状态而它们的自旋却是如此地急速以至核子处在飞散开去的边缘上。但是，当钙（Ca）48和钯（Pd）108的离子互相碰撞时，它们可以“熔合”成一个镝（Dy）核，这个核“煮掉”了少量中子从而驻留在镝152的状态上，长半轴和短半轴之比大约是2：1，而角动量却一反常态，大约为60h（h =h2π,h是普朗克常数）。镝152极有规则地发射出一系列γ射线，产生出一个非常整齐的谱线，几乎就像“篱笆”一样。当角动量约为26 h时，镝152突然扭转它的形状，其行为又跟通常的一个原子核相同。现在已经在许多其他的核子中发现了类似的行为，因此这个现象绝不是孤立的。相反，超形变核现在已经被确认为是核子的一个新的状态，一个在核子大家庭中未曾预料到的愉快的事件。

宇宙的大尺度结构 早期宇宙的均匀一致性已经成了现代宇宙学中比较令人鼓舞的一个思想。例如，由宇宙背景探测器进行的测量惊人地证实了黑体谱线和宇宙微波辐射的熵。除了因定域运动而作的一个很小的修正外，辐射在穿越太空时是均匀一致的，均匀程度高达104分之一。按照这个均匀性的观点，最近发现的宇宙大尺度结构——星系分布上的空隙，一大片星系和巨大的泡沫状结构——完全是未曾预料到的。很可能这种结构带有暗物质的某种标记，或者现有的关于宇宙早期涨落演化的图像可能是完全错误的。无论如何，我们对宇宙的认识在最近几年内已经发生了改变。

介观物理 在介观系统中人们已经发现了物理学的一个崭新的世界，介观系统的结构按原子的尺度衡量是巨大的，但在实验室尺度上是如此地微小以至量子效应显得很重要。当一个电子用于交换能贵而需要的距离与系统的尺度相比较而变得很大的时候，电子的输运就变成一个相干的过程，而决定电导率的传导系数是由费因曼路径遍及穿过系统的所有随机路径的一个求和来确定的。在这个区域内，相位上的任何改变都会导致电导率的宏观变化。如果某些参数例如磁场发生改变，电导率——不管它的大小如何——就会按一个普适常数——（e2/h）发生涨落。这样的普适电导率涨落可能产生由一个原子迁移导致的1/f电子噪声。在介观世界，一个单电子的电荷可能把电极的电势改变到足以引起宏观行为变化的程度。已经出现了一种单电子“晶体管”和其他单电子器件。

虽然以上的简短叙述完全没有包罗近5年来物理学中所有令人惊奇的事件，但是它至少反映了自然界的丰富多彩。科学的发现永远超出我们想象的能力。

[Physics Today，1991年12月]