更新時(shí)間：2016-10-07
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2016諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予三位科學(xué)家：戴維·索利斯（David Thouless），鄧肯·霍爾丹（ Duncan Haldane），和邁克爾·科斯特利茨（Michael Kosterlitz）以表彰他們?cè)诶碚撋习l(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的拓?fù)湎嘧兒屯負(fù)湎唷?/span>
戴維·索利斯（David J. Thouless），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。
邁克爾•科斯特利茨1942年生于阿伯丁郡，牛津大學(xué)博士，茨布朗大學(xué)物理學(xué)教授。
鄧肯·霍爾丹（Duncan Haldane），普林斯頓大學(xué)Eugene Higgins Professor of Physics，理論物理學(xué)家，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)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)。
索利斯和科斯特利茨兩位科學(xué)家是在上世紀(jì)70年代最早從事拓?fù)湎嘧冄芯浚诮?jīng)典系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)所謂的拓?fù)湎嘧儭６魻柕な窃陔娮游锢聿牧舷到y(tǒng)中研究拓?fù)涑瑢?dǎo)的。
拓?fù)?/span>是什么意思？
拓?fù)湎嘧兪且环N特殊的相變，這種相變無(wú)法用朗道對(duì)稱性破缺理論解釋。拓?fù)鋽?shù)可以用來(lái)表征拓?fù)湎嘧儭Ｗ粤孔踊魻栃?yīng)發(fā)現(xiàn)以來(lái)，許多拓?fù)湎啾焕碚擃A(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，然而在實(shí)驗(yàn)上直接測(cè)量拓?fù)鋽?shù)仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
拓?fù)鋵W(xué)(topology)是研究幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的一些性質(zhì)的學(xué)科。它只考慮物體間的位置關(guān)系而不考慮它們的形狀和大小。
拓?fù)溆⑽拿荰opology，直譯是地志學(xué)，最早指研究地形、地貌相類似的有關(guān)學(xué)科。幾何拓?fù)鋵W(xué)是十九世紀(jì)形成的一門數(shù)學(xué)分支，它屬于幾何學(xué)的范疇。有關(guān)拓?fù)鋵W(xué)的一些內(nèi)容早在十八世紀(jì)就出現(xiàn)了。那時(shí)候發(fā)現(xiàn)一些孤立的問(wèn)題，后來(lái)在拓?fù)鋵W(xué)的形成中占著重要的地位。
拓?fù)鋵W(xué)第一個(gè)問(wèn)題是歐拉在1736年解決的哥尼斯堡的七橋問(wèn)題。18世紀(jì)初普魯士的哥尼斯堡，有一條河穿過(guò)，河上有兩個(gè)小島，有七座橋把兩個(gè)島與河岸聯(lián)系起來(lái)（如上圖）。有個(gè)人提出一個(gè)問(wèn)題：一個(gè)步行者怎樣才能不重復(fù)、不遺漏地一次走完七座橋，最后回到出發(fā)點(diǎn)。后來(lái)大數(shù)學(xué)家歐拉把它轉(zhuǎn)化成一個(gè)幾何問(wèn)題（如下圖）——一筆畫問(wèn)題。他不僅解決了此問(wèn)題，且給出了連通圖可以一筆畫的充要條件是：奇點(diǎn)的數(shù)目不是0 個(gè)就是2 個(gè)（連到一點(diǎn)的數(shù)目如是奇數(shù)條，就稱為奇點(diǎn)，如果是偶數(shù)條就稱為偶點(diǎn)，要想一筆畫成，必須中間點(diǎn)均是偶點(diǎn)，也就是有來(lái)路必有另一條去路，奇點(diǎn)只可能在兩端，因此任何圖能一筆畫成，奇點(diǎn)要么沒(méi)有要么在兩端）