三名美国大学教授分享诺贝尔物理学奖

　　据新华社电 瑞典皇家科学院4日宣布，将2016年诺贝尔物理学奖授予戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨这三名科学家，以表彰他们在物质的拓扑相变和拓扑相方面的理论发现。

　　这三名科学家均在英国出生，目前分别在美国的华盛顿大学、普林斯顿大学、布朗大学从事研究工作。

　　拓扑学是数学的一个分支，它主要研究的是几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的性质。据诺贝尔奖评选委员会介绍，三名获奖者将拓扑概念应用于物理研究，这是他们取得成就的关键。

　　上世纪70年代，索利斯和科斯特利茨用拓扑理论推翻了当时超导性和超流体不能在薄层中存在的理论，并证明了超导性可在低温状态存在，解释了其在温度升高时消失的机制与相变。相变指的就是物质从一种相转变为另一种相的过程，而物质分固相、液相、气相这三种。

　　到了80年代，索利斯又对之前的一项实验做出解释，即超薄导电层的导电率可以实现整数级精确度量，证明了这些整数本身的自然属性都是拓扑状态。几乎同一时期，霍尔丹发现可以利用拓扑概念来解释一些材料中存在的小磁铁链的特性。

　　今年诺贝尔物理学奖奖金共800万瑞典克朗（约合93.33万美元），索利斯将获得其中一半，霍尔丹与科斯特利茨将共享另一半。

　　又讯 霍尔丹得知获奖后非常激动，在现场电话连线中表示，评委会把他们的研究成果总结得很精辟，这对目前拓扑相领域的研究产生了很大影响，也为寻找更多新材料提供了更多可能性，很多相关科研工作正在继续进行中。

　　霍尔丹在接到获奖电话时还开玩笑表示：“对于获奖，我比较英国范，或者说有点冷漠吧。所以你看我并没有昏过去或其他表现。”（宗和）

　　■ 科普

　　拓扑相变领域究竟在研究什么？

　　什么成就，盖过了今年风头正旺的国际物理界大头条——引力波探测，一举拿下今年诺贝尔物理学奖？没错，正是看似冷门却并不寂寞的拓扑相变领域的研究。

　　一般来说，物质分固相、液相、气相，相变指的就是物质从一种相转变为另一种相的过程，比如固体的冰融化成水，液态的水受热后变成水蒸气。但是，如果物质变得极薄的时候，物质的相还存在吗？

　　评选委员会介绍说，平面中的物理现象和我们认知的周围世界是截然不同的，甚至分布非常稀疏的物质中也包含了数百万个原子，每个原子的行为都可以用量子物理学来解释，而很多原子结合的时候却显示完全不同的属性。三位获奖者的研究成果正是揭示了拓扑性质在量子物态和量子相变中的决定性影响。

　　科斯特利茨和索利斯的研究集中在一个平面世界中的“怪现象”，相比于通常描述的三维世界，他们发现极薄层的表面或内部可以被认为是二维的，那里一种被称为“超流体到正常流体的相变”，主要决定因素与人们以往的认识完全不同。

　　霍尔丹发现可以利用拓扑概念来解释一些材料中存在的小磁铁链的特性。他发现，原子磁性的不同使这些链条呈现出完全不同的属性。霍尔丹还在量子霍尔效应方面做了许多开创性工作。

　　如瑞典皇家科学院所说，今年的获奖研究成果开启了一个未知世界的领域。得益于这三位获奖者开创性的研究，科学家们现在可以继续探索物质的新相变。研究人员认为，拓扑材料将在未来的电子和超导体以及量子计算机研发中得到应用。据新华社

　　■ 身边人看诺奖

　　2016年诺贝尔物理学奖公布后，针对三位获奖科学家在物质的拓扑相变和拓扑相方面的理论发现成就，记者询问了一些大学生和小学生，了解一下身边人对此有何看法。

　　拓扑相变和拓扑相，这个概念听说过吗？有何理解？

　　清华物理系（大一）：拓扑我了解一点，相变我也知道点意思，但加起来就不知道了。

　　南京大学新闻系（研二）：之前对拓扑相变这类专业物理类的概念并不是很了解。诺贝尔物理奖颁发后，翻阅资料恶补一番，浅显地理解为拓扑相就是很薄的物质的不同形态。

　　小学生（五年级）：只知道相扑是一种运动，刚刚才知道拓扑相是和物理有关的。

　　你如何看待获奖物理学家使用数学方法搞研究？

　　清华物理系（大一）：这很正常，本来数学对于物理来说就是很重要的工具，做研究就应该思路开阔。

　　南京大学新闻系（研二）：我认为这不是一种“不务正业”，反而是智慧火花的碰撞。如今很多科学领域的进步都是依靠学科交叉实现的，比如很热门的石墨烯研究。

　　小学生（五年级）：我还没有学过物理，妈妈说学好数学后才能学好物理，所以我觉得数学比较厉害，可以帮助物理研究。

　　拓扑材料可用在未来量子计算机中，你对拓扑未来有何猜想？

　　清华物理系（大一）：有了这样一套理论大家解释起来可能更加清晰理性吧。

　　南京大学新闻系（研二）：拓扑材料应该具有超强的稳定性，人类就可以挑战高温极寒环境，将仪器——人类感官的延伸物触及到更多未知的角落。

　　小学生（五年级）：应该可以让电脑更加聪明。实习生 李晨晖