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小畜播报|诺贝尔物理学奖得主推翻拓朴原理 揭露物质的谜团

【小畜播报|诺贝尔物理学奖得主推翻拓朴原理 揭露物质的谜团】

小畜播报|诺贝尔物理学奖得主推翻拓朴原理 揭露物质的谜团
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拓朴学（Topology）又称为位相几何学 ， 是数学的一个分支 ， 由几何学与集合论里发展出来的学科 。

在物理学世界中 ， 物体在固态、液态和气态以外 ， 还有其他形态 。
一般人对物质形态的认知只有3种 ， 区别是固态、液态和气态 ， 用水为例子的话 ， 水一旦达到特定温度就会变成冰、水和水蒸气 ， 在物理学角度而言 ， 这种形态称为“相”（phase） ， 而形态的转变则为“相变”（phase transition） 。 当物质相变之后 ， 物质属性也会随之而改变 ， 简单而言就是导电的金属也能随之而变得不再导电 。
不过 ， 这些也只是物理学初阶 ， 物质的“相”不止上述3种 ， 在极端温度下 ， 会有其他“相”出现 ， 而这些“相”亦被称为“奇异状态”（exotic states） 。 而本届诺贝尔物理学奖得奖者索利斯、霍尔丹及科斯特利茨就是“奇异状态”的研究学者 。 他们最主要的贡献就是利用数学上的拓朴原理来研究物质相变 ， 令人类的物理研究进入一个更深认识的阶段 。
在70年代时 ， 索利斯、科斯特利茨就已经推翻了当时的理论 ， 确定超导和超流体能够在薄层发生 。 他们证明超导能够在低温下发生 ， 也说明了该发生机制 ， 相变 ， 使超导消失在较高的温度 。 在80年代时 ， 索利斯成功地解释了之前的一个实验 ， 即超薄导电层中的电导系数可被精确测量到整数；而在大约同一时间 ， 霍尔丹发现了拓朴可以用来了解一些小金属链的属性 。
过去十年里 ， 这一领域的研究促进了凝聚态物理研究的前沿发展 ， 人们不仅仅对拓朴材料能够在新一代电子器件和超导体中产生应用抱有希望 ， 而且看好其在未来量子计算机方面的应用 。
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小畜播报|诺贝尔物理学奖得主推翻拓朴原理 揭露物质的谜团
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索利斯、霍尔丹、科斯特利茨（由左至右）共同取得诺贝尔物理学奖 。
今届诺贝尔物理学奖的3位得主都是在英国出生 ， 在英完成高等教育后 ， 移居美国任教 。 其中索利斯已82岁高龄 ， 他与科斯特利茨来自苏格兰﹔霍尔丹则是在伦敦出世 。
拥有英、美双重国籍的索利斯出生于1934年 ， 在康奈尔大学取得博士学位 ， 在获得今次诺贝尔物理学奖前亦曾获沃尔夫奖 。 他曾在英国伯明翰大学教授数理物理学 ， 1980年在西雅图华盛顿大学任职物理学教授 。 索利斯作出了许多理论贡献 ， 包括原子、电子和核子的扩展系统的理论 。 他的研究成果涉及超导现象、核物质性质等 。
同样拥有英、美双重国籍的科斯特利茨出生于苏格兰 ， 现年65岁 ， 是美国布朗大学的物理教授 ， 他先后在剑桥大学取得学士及硕士学位 ， 更于1969年在牛津大学取得博士学位 。 身为美国物理学会成员的科斯特利茨曾多次获得科研奖项 ， 他的重要研究方向为凝态物理学及相变 。
现年65岁的霍尔丹在英国伦敦出世 ， 在美国普林斯顿大学任职物理学教授 ， 他最著名的研究是各种各样对凝聚物质的基础贡献 ， 包括卢京格尔液体、一维自旋链的理论、分数量子霍尔效应的原理 ， 研究得到英美多个的权威物理学组织认同 。
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索利斯患有认知障碍症 。
今届诺贝尔物理学奖其中一位得主、82岁旅美英国退休物理学教授索利思（David Thouless）喜获殊荣 ， 原本他患有认知障碍症 ， 其前同事慨叹 ， 他可能连自己得奖亦懵然不知 ， 奖项来得太迟 。
索利思于2003年在华盛顿大学荣休 ， 晚年患有认知障碍症 ， 试过在西雅图的家门附近失踪 ， 最后更要报警处理 。 曾共事的教授琼斯（Ray Jones）为他感到不值 ， 认为他应该更早取得此奖项；又指他目前已经很难去处理事情 ， 就连自己得奖都可能未必知道：“等了这么久 ， 这真的是一个悲剧 ， 或者它就是索利思人生的故事 。 ”


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