这种“允许一个或几个磁矩翻转”的可能性，带着新添加的那点能量在磁铁中传播它宛如一种波，即“自旋波”，还可以“量子化”，

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　　《自然杂志》３卷９期刊登了我写的一篇通俗文章，其中讲

到物质结构和物理描述的层次。其实写文章也有个层次。管惟

炎同志从拙文二十八段话的一段中引了一百多个字，发挥了两

千余言来分析批评，而且使用了那么多原文中未曾出现过的术

语和概念，显然已不是在同一个层次上讨论问题。这对于《自然

杂志》的大多数并非“内行人”的读者，想来也是看得分明的。如

果有人简明地指出把超导金属中的电子对作为准粒子欠妥，我

会投书编辑部表示基本同意，并建议读者从原文中删去这几个

字。如今必须稍稍换一个层次来做出回答。不过我们还是谈谈

宏观物体，而不局限于超导金属和液氦。

一个宏观物体可能处于许许多多的状态之中，其中能量最

低、最稳定的状态称为基态。基态附近有许多能量略微高一点

的“低激发态”。例如一块处于基态的磁铁，全部磁矩都沿一个

方向排列好（严格说来，只有无穷大的磁铁才可能有这样的基

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态———我们以后不得不省去一切诸如此类的但书和附笔，希望

不致引起内行人“怎么能离开环境讨论无穷大的磁铁”的诘难）。

现在给磁铁添加小小一点能量，它只够一个磁矩翻转过去。究

竟哪一个磁矩翻过来构成低激发态呢？大家机会均等。这种

“允许一个或几个磁矩翻转”的可能性，带着新添加的那点能量

在磁铁中传播。它宛如一种波，即“自旋波”，还可以“量子化”，

看作具有一定动量和能量的准粒子———“磁子”。对于各种宏观

物体，常常可以有这种类比，用“出现了几个元激发”来描述整个

物体处于某种低激发态。在这种意义上，“元激发”和“准粒子”

往往用作同义语。更确切些的做法，宜把与低激发态直接相关

的准粒子称为元激发，而把准粒子一词留作意义更广泛的概念。

两个电子形成的库珀对，是超导金属基态的组分。实际超

导体中电子对互相密密重叠，在一个对的范围里容纳着上百万

个其他对的中心。一般说来，低激发态的波函数中也含有电子

对的成分。元激发谱中既有“对”拆开的“单”粒子激发，也有整

个对的激发。只是使用简化的模型时，可以不去区分它们。这

在巴丁（Ｊ．Ｂａｒｄｅｅｎ）和施里弗（Ｊ．Ｒ．Ｓｃｈｒｉｅｆｆｅｒ）为《低温物理进

展》第三卷写的著名总结中，早已说得很清楚。早在２０世纪６０

年代初期，我国的理论物理工作者也探讨过存在一支相当于库

珀对平移的元激发的可能性，指出它对比热贡献太小，难以观测

（《物理学报》１９６１年１７卷３１页）。此外，超导体中还有其他玻

色型元激发，如不加库仑作用时的“集体激发”，加了之后的“等

离激元”。可见把超导体中的准粒子限于库珀对拆散形成的正

常电子，甚至把库珀对与元激发完全对立起来，倒是可以商榷的

论点。这里需要的是认真的研究，而不是空洞议论。不过这些

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关于固体物理的讨论，超出了通俗文章的范围。

管惟炎同志发现我“至少有三点”错误，却忘记了物理学中

最根本的出发点。为了从微观相互作用出发说明宏观物体的性

质，原则上只要考虑如下的库仑作用：

Σｉ＜ｊ

ｅ２

｜ｒｉ－ｒｊ｜－Σｉ

，ｊ

Ｚｅ２

｜ｒｉ－Ｒｊ｜＋Σｉ＜ｊ

Ｚ２ｅ２

｜Ｒｉ－Ｒｊ｜

其中ｅ是电子电荷，Ｚｅ是原子核电荷，ｒｉ

和Ｒｊ

分别是第ｉ个电

子和第ｊ个原子核的坐标。至于什么时候出现晶格骨架，它是

由原子核还是“离子”组成，那要看具体条件。压力很大时，原子

核都是裸的，浸沉在“自由”电子的云雾中（且不讨论使质子中子

反应变得有利的更大压力）。可见不只“金属氢是例外”。压力

变小时，一部分电子开始局域化在原子核附近，从化学中借来的

离子半径等等概念才更有益。把Ｒｊ

在原子核的平衡坐标Ｒｊ０

附

近展开，才能有“声子”、“虚声子”诸般说法，我那篇短文并非固

体物理学的引论，只简单提了一句最根本的相互作用，又何错之

有呢？

一切论断都是有条件的。管惟炎同志如此推崇的朗道的学

生们关于元激发“不属于个别粒子”，其数目“完全不必等于系统

内的粒子总数”等语，也是在一定条件下才对。宏观物体中确实

存在着局域性或个性较强的元激发。它们与物体中一部分原子

耦合密切。例