拓扑的物理学获得诺贝尔奖
2016-12-22来源中国教育新闻网中国教育报
探索科学 2016年10期
(来源:中国教育新闻网—中国教育报)
拓扑的物理学获得诺贝尔奖
(来源:中国教育新闻网—中国教育报)
2016年诺贝尔物理学奖授予三位科学家—戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨,以表彰他们发现了物质拓扑相,以及在拓扑相变方面作出的理论贡献。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。
复流形、三维无定向性平面、同伦群、球体上非零连续切向量场、同胚等价……
—这些的确令人眼晕的名称都来自于拓扑学。这门学科由几何学与集合论里发展出来而迅速成为作为数学的一大分支,它研究的是空间内的连续变化下不变的性质。它拥有的千奇百怪的名词,足以让我们这些“门外汉”们望而却步。毫不夸张地说,在这个地球上除了一小撮数学家之外的大部分人,平生都注定只能在拓扑学的神殿外观望。
但是没有什么门槛,能挡得住物理学家的脚步。
获得诺贝尔奖的三位物理学家把拓扑学应用到了固态物理,用来解释和预测极薄层材料的特性。这些特性有着各种令人激动的应用前景,从高温超导体到更小更快的电子元件。科学家和工程师们组成的科研团队正沿着他们开辟的道路在前进。也许有朝一日,你的手机里面的元件就会被更快更节能的拓扑绝缘体构成的器件代替。但这远非拓扑学的唯一应用方向。在量子场论及宇宙论里,拓扑学也有着重要的应用。在生物学的DNA(脱氧核糖核酸)研究中,研究扭结理论的拓扑学也在大展身手。