※美國華盛頓大學(xué)David Solis，
※美國普林斯頓大學(xué)
※物理學(xué)家手表，美國布朗大學(xué)
獲獎理由
物理學(xué)研究中引入了拓?fù)?/a>的概念，發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的拓?fù)湎嗪屯負(fù)湎嘧儭?這三位科學(xué)家采用拓?fù)鋵W(xué)作為研究工具，這一創(chuàng)新遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了當(dāng)時的同行。
“拓?fù)洹焙汀跋嘧儭钡刃g(shù)語出現(xiàn)在這里。 別擔(dān)心，下面會有解釋。
三位獲獎?wù)叩墓餐卣?span style="display:none">se2物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
※學(xué)習(xí)和科研均在美國頂尖大學(xué)。
※在獲得諾貝爾物理學(xué)獎之前，他已經(jīng)是一位知名專家，并且已經(jīng)獲得了相當(dāng)于諾貝爾獎的物理學(xué)獎項(xiàng)。
※獲獎科研成果均是30多年前的成果。
在介紹他們?nèi)说目蒲谐晒埃蚁冉榻B一些概念就到此為止：
1.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
拓?fù)鋵W(xué)是數(shù)學(xué)的一個分支。 拓?fù)鋵W(xué)在橡膠膜上有一個圖像——幾何形狀。 如果圖形是由橡膠制成的，許多圖形都可以進(jìn)行拓?fù)渥儞Q。 例如，橡皮筋可以變成圓形或方圓。
2.拓?fù)鋵W(xué)研究什么？
研究在連續(xù)變形過程中不發(fā)生變化的幾何形狀的特性。 拓?fù)鋵W(xué)研究幾何圖形的一些性質(zhì)，當(dāng)圖形隨意彎曲、拉伸、縮小或變形時，這些性質(zhì)保持不變。
今天，諾貝爾委員會官員在新聞發(fā)布會上用百吉餅來解釋拓?fù)?，很容易理解? 3.拓?fù)渥儞Q
對于任何形狀的閉合曲面，如果變形過程中原來的不同點(diǎn)與同一點(diǎn)不重合，并且沒有產(chǎn)生新的點(diǎn)，只要曲面不被撕裂或切割，這種變換就是拓?fù)渥儞Q。
4. 拓?fù)涞葍r
例如，圓形、正方形、三角形都是拓?fù)渥儞Q中的等價圖形。 拓?fù)渥儞Q下，點(diǎn)、線、塊的數(shù)量仍然與原來的數(shù)量相同。 這就是拓?fù)涞葍r。
例如，帶把手的茶壺不斷地變成輪胎而不是球。 因此，在拓?fù)渥儞Q下，一個帶把手的茶壺在拓?fù)渖舷喈?dāng)于一個輪胎，但不相當(dāng)于一個球拓?fù)洹??學(xué)完拓?fù)浜?，戴手表要小心了?span style="display:none">se2物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
如果人體可以像橡膠一樣進(jìn)行拓?fù)渥儞Q，那么用雙手的拇指和食指捏出兩個圓環(huán)后，我們就可以在不松開手指的情況下將它們解開：
可以解開結(jié)
戴上手表后
如果手腕上戴著手表，則無法將其拆開：
解不開這個結(jié)
順便一提
數(shù)學(xué)還有一個分支：微分幾何，主要利用微分工具來研究曲線、曲面在一點(diǎn)附近的彎曲情況，而剛才介紹的拓?fù)鋭t研究曲面的全局情況。
可以猜測，這兩個學(xué)科之間應(yīng)該存在某種聯(lián)系。 果然，早在1945年，數(shù)學(xué)家陳省身就做出了一項(xiàng)重大成就：建立了代數(shù)拓?fù)渑c微分幾何之間的聯(lián)系。
5.相變
相變是物理學(xué)中的一個概念，是指當(dāng)外界條件不斷變化時，物質(zhì)突然從一種“相”轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N“相”的過程。 一個明顯的例子是液態(tài)水凝結(jié)成固態(tài)冰的過程。
結(jié)合拓?fù)鋵W(xué)和物理研究
拓?fù)鋵W(xué)研究幾何圖形在連續(xù)變形下的不變性； 當(dāng)外部條件不斷變化時也會發(fā)生相變。 物理學(xué)還關(guān)注一些變化的表象中的不變規(guī)律。
兩者有很大的相似之處。
拓?fù)鋵W(xué)中已經(jīng)發(fā)展起來的成熟方法和許多定律可以移植到物理學(xué)的研究中。 三位獲獎?wù)吆茉缇妥龀隽诉@一嘗試，利用物理學(xué)中的拓?fù)涓拍睿屓祟愑袡C(jī)會了解物質(zhì)的新奇異階段和奇異屬性。
數(shù)學(xué)與物理的結(jié)合：愛因斯坦的歷史再次重演
當(dāng)時，愛因斯坦進(jìn)行了數(shù)學(xué)和物理最偉大的結(jié)合，將一種叫做“黎曼幾何”的數(shù)學(xué)工具引入到物理學(xué)中的引力研究中，著名的“廣義相對論”誕生了。
楊振寧
這也讓我想起了楊振寧運(yùn)用數(shù)學(xué)的“纖維叢理論”來研究物理學(xué)中的“規(guī)范場”，將物理學(xué)中的“規(guī)范場”的基本概念準(zhǔn)確地映射到了數(shù)學(xué)中的“纖維叢”的基本概念。 概念。 這種大膽的跨學(xué)科創(chuàng)新導(dǎo)致了“楊-米爾斯場”整體描述的誕生。
科研成果獲獎
索利斯和科斯特利茨發(fā)現(xiàn)了經(jīng)典系統(tǒng)中的拓?fù)湎嘧?，而霍爾丹則研究了電子物理材料系統(tǒng)中的拓?fù)涑瑢?dǎo)性。
20世紀(jì)70年代初，科斯特利茨和索利斯提出了超導(dǎo)和超流的新模型物理學(xué)家手表，并解釋了溫度升高時超導(dǎo)消失的原因和機(jī)制。
20世紀(jì)80年代，索利斯解釋了超薄層材料的拓?fù)湫再|(zhì)，即對于某些特征數(shù)，薄層材料的電導(dǎo)率會發(fā)生整數(shù)倍的變化。 霍爾丹發(fā)現(xiàn)拓?fù)涓拍羁捎糜诶斫庖痪S線性材料的磁性以及某些材料中發(fā)現(xiàn)的小磁體鏈的性質(zhì)。
外表
三位獲獎?wù)呤讋?chuàng)的科研成果和拓?fù)溲芯糠椒ㄒ言谝痪S、二維、三維材料中得到應(yīng)用。 預(yù)計拓?fù)洳牧蠈?yīng)用于新一代電子或超導(dǎo)產(chǎn)品，或者未來的量子計算機(jī)。 。
懷著最初的好奇心，靜下心來，十年磨一劍； 而且，越來越多的科學(xué)研究“牽一發(fā)而動全身”，需要對整個自然科學(xué)有相對全面的了解； 只有這樣，在某個特定的細(xì)分領(lǐng)域才有更大的可能性做出重大的科研成果。 愛因斯坦、三位獲獎?wù)摺钫駥幎际呛芎玫陌駱印?span style="display:none">se2物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
突然間就產(chǎn)生了欲望。
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