瑞典斯德哥爾摩當(dāng)?shù)貢r間10月4日11時45分，瑞典皇家科學(xué)院宣布，將2016年度諾貝爾物理學(xué)獎授予三位科學(xué)家，他們分別是大衛(wèi)·索利斯(David J. Thouless，占一半獎金)、鄧肯· 霍爾丹(F. Duncan M. Haldane)和邁克爾·科斯德里茨(J. Michael Kosterlitz，分享另一半)，他們因在物質(zhì)拓?fù)湎嘧兒屯負(fù)潆A段理論發(fā)現(xiàn)取得重大突破而獲獎。

三名獲獎?wù)?/p>

三人的獲獎理由是針對拓?fù)湎嘧兝碚摵臀镔|(zhì)拓?fù)潆A段的發(fā)現(xiàn)。索雷思和科斯特里茲的研究針對在物質(zhì)表面或內(nèi)部的極薄層現(xiàn)象，可以認(rèn)為是二維的。而霍爾丹研究的是薄到可以認(rèn)為是一維的物質(zhì)。

物質(zhì)最常見的狀態(tài)是氣體、液體和固體，在極端高溫或低溫條件下將會呈現(xiàn)更特意的物相。所謂物質(zhì)的相變是物質(zhì)彼此轉(zhuǎn)變的過渡階段，例如冰融化成水。

而拓?fù)涫菙?shù)學(xué)的一個分支，它描述了屬性逐步改變的過程。這幾位諾獎得主所做的研究的關(guān)鍵是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它解釋了為什么電導(dǎo)率在薄層中以整數(shù)步驟改變。

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戴維·索利斯，1934年出生于蘇格蘭，康奈爾大學(xué)博士畢業(yè)，華盛頓大學(xué)教授，理論凝聚態(tài)物理學(xué)家。因KT相變而著稱。同時，他還是英國皇家學(xué)會會員、美國藝術(shù)與科學(xué)院院士、美國國家科學(xué)院院士，在獲得諾獎之前還獲得了1990年的沃爾夫獎、1993年的保羅·狄拉克獎等。

鄧肯·霍爾丹，普林斯頓大學(xué)物理學(xué)教授;理論物理學(xué)家，英國皇家學(xué)會會員，在凝聚態(tài)物理理論做出基礎(chǔ)性貢獻(xiàn)，包括分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)。

邁克爾·科斯特利茨，布朗大學(xué)物理學(xué)教授。其研究方向主要是凝聚態(tài)理論，一維/二維物理，其中相變領(lǐng)域包括：隨即體系、電子局域化、自旋玻璃態(tài)等。在得到諾貝爾獎之前Kosterlitz還得過許多獎項：1981年，英國物理學(xué)會授予其麥克斯韋獎，2000年，美國物理學(xué)會就其Kosterlitz-Thouless相變理論的成就授予其昂薩格獎。

以下是諾獎官網(wǎng)公告

本年度諾貝爾物理學(xué)獎獲得者使用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法打開了物質(zhì)的奇異狀態(tài)這扇未知世界的大門。比如超導(dǎo)體、超流體和薄膜磁性材料等物質(zhì)的反常階段和狀態(tài)。在他們先驅(qū)性研究將當(dāng)前對物質(zhì)的探索進(jìn)入了一個新的階段。他們的理論將在材料學(xué)和電子學(xué)中獲得應(yīng)用。

將拓?fù)鋵W(xué)的概念引入物理學(xué)，對三位獲獎?wù)呷〉冒l(fā)現(xiàn)成果具有決定性意義。拓?fù)鋵W(xué)是數(shù)學(xué)的一個分支，描述的是幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的性質(zhì)。三位獲獎?wù)咭酝負(fù)鋵W(xué)為工具，做出顛覆了性的成就。20世紀(jì)70年代初期，邁克爾-科斯特利茨和大衛(wèi)-索雷思推翻了當(dāng)時關(guān)于超導(dǎo)體和超流體無法在薄膜層中實(shí)現(xiàn)的理論。他們證明，超導(dǎo)體可以在低溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，并解釋了其實(shí)現(xiàn)機(jī)制，以及使超導(dǎo)體在高溫中消失的相變問題。

20世紀(jì)80年代，索雷思得以用非常薄的導(dǎo)電層解釋之前的一個實(shí)驗(yàn)。在這些導(dǎo)電層中，導(dǎo)電性可以用整數(shù)步驟精確測量出來。他證明了這些整數(shù)步驟是符合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的。幾乎在同一時期，鄧肯-霍爾丹發(fā)現(xiàn)了如何用這些拓?fù)涓拍罾斫庖恍┪镔|(zhì)中發(fā)現(xiàn)的小磁鐵鏈的特性。

我們現(xiàn)在知道很多拓?fù)涓拍睿粌H在薄導(dǎo)電層和線程中，也在普通的三維物質(zhì)中。過去的幾十年來，拓?fù)漕I(lǐng)域已經(jīng)促進(jìn)了凝固態(tài)物理學(xué)的前沿研究，不僅是因?yàn)橥負(fù)洳牧峡梢杂迷谛乱淮碾娮庸I(yè)和超導(dǎo)體中，更可以用在未來的量子計算機(jī)中。今年的諾貝爾物理學(xué)獎獲得者們發(fā)現(xiàn)了一個奇妙世界，目前的研究正在解釋其中的秘密。