二级学科国家重点学科——理论物理

二级学科国家重点学科——理论物理
北师大物理系素有重视理论物理的传统，早在20世纪50—60年代，老一辈理论物理学家张宗燧教授在北师大任教时，就十分重视和提倡理论物理教学和研究工作。

1980年中科院学部委员(院士)黄祖洽教授来到北师大工作，他的学术地位和威望使他自然地成为北师大理论物理研究队伍的带头人和核心。

1981年本学科点被国家批准为第一批理论物理博士点，开始招收和培养博士生，1995年又被批准成立了物理学博士后流动站，1999年被批准设立理论物理“长江计划”特聘教授岗位，2000年我校物理学科获物理学一级学科博士学位授予权。

1994年学校正式成立了理论物理研究所，杨展如教授担任首任研究所所长。

该所主要负责组织校内理论物理学科的学术活动,以及组织国内外的学术交流，曾邀请一些国际著名理论物理学家来访。

从1986年开始，我校便跟设在意大利的国际理论物理中心建立了长期和正式的协联关系。

学术队伍：
本学科师资力量雄厚，拥有中科院院士1人（黄祖洽教授）、学术带头人10余人、教授副教授20余人。

其中，具有博士学位的20余人，获国家杰出青年基金的1人，教育部跨世纪优秀人才2人。

一批年轻有为的博士正在科研和教学中发挥主力军的作用，并逐渐成为新的学术带头人。

在现有的学科带头人中，黄祖洽院士是老一辈著名学者的代表，他是著名核物理和理论物理学家，在原子弹、氢弹的物理力学和数学理论方面做出了重大贡献。

历任国务院学位委员会第一、二届物理学科评议组成员、中国物理快报（Chinese Physics Letters）、物理学报主编、理论物理通讯副主编、北京师范大学低能核物理研究所所长等职。

曾获国家自然科学一等奖、何梁何利科技进步奖、国家教委科技进步一等、二等奖。

胡岗教授是中年学术带头人的代表，他于1982年获比利时自由大学博士学位。

多年从事非线性科学和统计物理研究，在随机共振与控制时空混沌上做出了在国际上有影响的工作。

现为《理论物理通讯》、《中国物理》、《中国物理快报》和《物理学进展》等学术刊物的编委，国家基金委“理论物理专款”领导小组成员，主持的项目获1999年国家自然科学三等奖。

本学科点突出的青年学者有冯世平、包景东、杨国健、郑志刚教授。

他们分别在凝聚态理论、核裂变物理、量子光学和非线性科学等领域做出了有影响的工作。

冯世平获2001年国家基金委杰出青年基金，包景东获2000年教育部跨世纪人才基金，杨国健两次主持了自然科学基金项目，郑志刚的博士论文被评为2001年全国百篇优秀博士论文之一。

他们成为本学科点新一代青年学术带头人。

科研进展：
20余年来本学科点先后形成了多个研究方向，这些研究方向既有传统的，也有新兴的。

（一）统计物理
本研究方向的主要学术带头人是黄祖洽和杨展如教授。

取得的主要研究成果有：
1、相变与临界现象理论：
用图论方法求得了在SC分形晶格上Ising模型、Potts模型及AT模型的配分函数和关联函数的精确解；对在分型晶格上离散自旋和连续自旋O(n)体系的
相变条件和相变普适性判据予以了澄清；在迭代晶格上发现了反铁磁Potts模型可能存在低温代数衰减相，为这一持续了30多年的争论提供了新的证据。

2、临界动力学：
在Glauber动力学机制的基础上研究含长程作用的Ising 模型，在Glauber和Kawasaki两种机制下的动力Potts模型，特别是研究了具有连续自旋的Gaussian 模型，得到了在无外场和有外场情况下的精确解，求得了与空间维数无关的动力学临界指数。

3、稀薄气体的输运和驰豫：
采用奇异扰动方法成功地消去了Hilbert、Enskog及Grad展开方法中存在的久期项，解决了玻尔兹曼方程建立以来长期困扰学者们的一个历史难题。

4、浸润和浸润相变：
本学科点与国外学者合作，就相变中的Sullivan模型，发展了一种动力学方法，并使之得到系统的发展。

5、自组织临界性：
本学科点一方面对随机性在沙堆演化中的作用，和一维米堆模型普适性进行了深入研究，另一方面对具有全局关联的弹簧-滑块模型和纤维束模型分别给出了一些严格解和有重要意义的结果。

（二）非线性动力学与复杂性
这是目前国际上方兴未艾的热点交叉学科。

本研究方向的学术带头人是胡岗和郑志刚教授。

本学科点在这方面的研究工作大致可分为两大部分：
1、随机共振理论及时空混沌的控制：本方向近20年中取得了丰硕成果，在重要学术国际刊物上发表了100多篇论文，其中16篇发表在Phys.Rev.Lett上。

这些工作在国际学术界产生了相当大的影响，受到同行的注意。

90年代以来被他人引用了950多次。

特别是自治系统的随机共振理论研究和时空混沌控制的研究具有开创性。

本学科在该方向组织过多项国家自然科学基金项目；主持过一项自然科学基金重点项目。

2、非线性动力系统中的相干和混沌行为：关于受迫振子的周期和混沌行为，借助生物物理中鸡心模型，引入了新的圆—圆迭代作为受迫振子运动的原型，圆满地解决了过去利用正弦圆-圆迭代时，在弱外力情况下与实际情况相符，而在强外力情况下振子不能与外力同步的矛盾。

（三）引力理论与相对论天体物理
本研究方向的主要学术带头人是刘辽、梁灿彬、赵峥和裴寿镛教授。

20多年来，北师大相对论研究组在广义相对论的经典和量子理论方面作了大量工作，在国内外重要刊物上发表论文100余篇，内容涉及爱因斯坦方程的精确解、时空的因果结构、时空奇异性、引力波、黑洞、中子星、量子宇宙学、虫洞、时间机器、弯曲时空量子场论及量子引力等诸多领域。

（四）凝聚态理论与理论光学
凝聚态理论：这方面的学术带头人是马本堃、冯世平和陈宝振教授。

（研究情况详见凝聚态物理学科介绍）
理论光学：本研究方向的主要学科带头人是汪凯戈和杨国健教授。

包含光学中的非线性现象和量子光学。

该研究方向运用于非线性科学基本理论和量子理论来研究光学中物理问题，使理论物理的研究对象具体化，并致力于研究具有应用前景的物理现象，奠定其理论基础。

（五）等离子体与核裂变物理
这方面的研究工作包括两大部分：非线性波动和核裂变物理。

1、非线性波动：本方向的学科带头人是贺凯芬和包景东教授。

近年来本学科在这方面的主要工作有：建立漂移波与离子声波耦合相互作用的模型，它显示了向混沌转变的Ruelle-Takens途径；提出一个正弦波驱动的非线性波模型，通过数值模拟得到从定态波到混沌、湍流的丰富现象和规律等。

2、核裂变物理：发展了一个描写原子核大振幅集体运动的三参数液滴模型，证明了2N维相空间裂变扩散方程的协变性，为动力学系数的计算寻找了变换关系。

在国际上首次用二维Langevin方程的Monte-Carlo模拟计算了热核裂变碎片的动能涨落宽度，与实验结果较好地符合。

科研成果：
多年来，本学科取得了丰硕和突出的研究成果，仅近五年就完成了几十项研究项目，其中含国家基础研究攀登计划项目，国家自然科学基金重点项目，国家自然科学基金项目和青年基金项目，教育部博士点基金项目等。

目前正在进行的项目有10余项。

近五年来共发表学术论文300余篇，其中绝大多数收录进SCI。

在最具影响力的国际著名学术刊物Phys.Rev.Lett.等刊物上发表近20篇。

影响力也十分明显，共被引用达1000多次。

作者包括老中青学者，内容覆盖非线性理论，统计物理和天体理论。

近五年科研成果所获重要奖项，包括何梁何利科学与技术进步奖（物理学）1项，国家科技进步（参加者）二等奖1项，国家自然科学三等奖1项，教育部科技进步一等奖2项，国家教委科技进步二等奖1项，国家教委科技进步三等奖2项，中组部、人事部、中国科协联合授予的中国青年科技奖1项，求是科技基金委授予的杰出青年学者奖1项，中国高校科技二等奖1项，第十一届和第十二届中国图书奖2项。

教学和人才培养：
本学科点在建设过程中通过教学，科研和学术交流等多种方式培养了一大批博士生和硕士生。

1、教学方面：本学科点为理论物理研究生开设高等量子力学、群论、量子场论、量子统计学、相变理论、重整化群理论、分形物理学、非平衡统计物理、广义相对论、黑洞物理、暴涨物理学、量子宇宙学、弯曲时空量子场论等课程。

先后形成和出版了若干教材和专著，其中《高等量子力学》已被教育部确定为研究生推荐教材。

近五年来在教学方面先后获奖11项。

其中含国家教委优秀教材一等奖1项，三等奖1项，国家教委优秀教学成果一等奖1项，北京市优秀教学成果一等奖3项，二等奖四项，全国高校优秀教学成果二等奖1项。

2、人才培养：本学科点自1981年获得博士学位授予权以来，共培养了博士近百人，硕士数百人，出站博士后8人。

2000年和2001年连续两年各有1篇博士论文入选全国百篇优秀博士论文。