2021诺贝尔物理学奖获得者是谁？拓扑相变是什么意思？
- 更新时间：2016-10-07
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2016诺贝尔物理学奖授予三位科学家：戴维·索利斯（David Thouless），邓肯·霍尔丹（ Duncan Haldane），和迈克尔·科斯特利茨（Michael Kosterlitz）以表彰他们在理论上发现了物质的拓扑相变和拓扑相。
戴维·索利斯（David J. Thouless），1934年出生于苏格兰，康奈尔大学博士毕业，华盛顿大学教授，理论凝聚态物理学家。因KT相变而著称。
迈克尔•科斯特利茨1942年生于阿伯丁郡，牛津大学博士，茨布朗大学物理学教授。
邓肯·霍尔丹（Duncan Haldane），普林斯顿大学Eugene Higgins Professor of Physics，理论物理学家，英国皇家学会会员，在凝聚态物理理论做出基础性贡献，包括分数量子霍尔效应。
索利斯和科斯特利茨两位科学家是在上世纪70年代最早从事拓扑相变研究，在经典系统中发现所谓的拓扑相变。而霍尔丹是在电子物理材料系统中研究拓扑超导的。
拓扑是什么意思？
拓扑相变是一种特殊的相变，这种相变无法用朗道对称性破缺理论解释。拓扑数可以用来表征拓扑相变。自量子霍尔效应发现以来，许多拓扑相被理论预测和实验验证，然而在实验上直接测量拓扑数仍然是一项挑战。
拓扑学(topology)是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。
拓扑英文名是Topology，直译是地志学，最早指研究地形、地貌相类似的有关学科。几何拓扑学是十九世纪形成的一门数学分支，它属于几何学的范畴。有关拓扑学的一些内容早在十八世纪就出现了。那时候发现一些孤立的问题，后来在拓扑学的形成中占着重要的地位。
拓扑学第一个问题是欧拉在1736年解决的哥尼斯堡的七桥问题。18世纪初普鲁士的哥尼斯堡，有一条河穿过，河上有两个小岛，有七座桥把两个岛与河岸联系起来（如上图）。有个人提出一个问题：一个步行者怎样才能不重复、不遗漏地一次走完七座桥，最后回到出发点。后来大数学家欧拉把它转化成一个几何问题（如下图）——一笔画问题。他不仅解决了此问题，且给出了连通图可以一笔画的充要条件是：奇点的数目不是0 个就是2 个（连到一点的数目如是奇数条，就称为奇点，如果是偶数条就称为偶点，要想一笔画成，必须中间点均是偶点，也就是有来路必有另一条去路，奇点只可能在两端，因此任何图能一笔画成，奇点要么没有要么在两端）