2016年诺贝尔物理学奖：拓扑相变与物质拓扑相的理论发现*

施郁

复旦大学物理学系，上海 200433

2016年诺贝尔物理学奖：拓扑相变与物质拓扑相的理论发现*

施郁†

复旦大学物理学系，上海 200433

对2016年诺贝尔物理学奖的获奖工作以及背景知识进行了通俗而力求准确的介绍，考察了科学思想的历史发展过程以及三位获奖科学家的经历，最后总结了这次获奖成就的意义以及给我们的启示。

2016年诺贝尔物理学奖；相变；拓扑相变；拓扑相；索利斯；科斯特里兹；霍尔丹

2016年的诺贝尔物理学奖授予大卫·索利斯(David J. Thouless)、邓肯·霍尔丹(F. Duncan M. Haldane)和迈克·科斯特里兹(J. Michael Kosterlitz)，以表彰他们关于拓扑相变和物质拓扑相方面的理论发现。其中，奖金的一半由索利斯获得，另一半由霍尔丹和科斯特里兹均分。

在这篇文章中，笔者用通俗易懂而又力求准确的方式，解释涉及的科学问题，并梳理科学思想的演变。在这之前，我们先介绍一下这三位物理学家。

1 获奖科学家

这三位诺贝尔奖得主都是长期在美国工作的英国人，都是剑桥大学校友，也都是理论物理学家。

索利斯1934年出生于苏格兰的拜尔斯顿(Bearsden)，在英格兰的剑桥长大，因为他的父亲是剑桥大学的心理学家。索利斯就读于著名的温切斯特公学(Winchester College)。这所学校有着600多年的历史，是英国历史最为悠久、具有最好的学术传统的预科学校。

1952年，索利斯进入剑桥大学三一学堂(Trinity Hall)念本科。1955年取得学士学位后，索利斯来到康奈尔大学攻读博士学位，导师是著名物理学家贝特(Hans Bethe)。1958年获博士学位后，索利斯在美国加州的劳伦斯·伯克利实验室工作了一年，然后作为博士后研究员来到英国伯明翰大学，导师是著名物理学家派尔斯(Rudolf E. Peierls)。……