【諾貝爾2016】以數學原理研究物質狀態 英三學者奪物理獎

撰文:陳奕謙 許懿安
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諾貝爾委員會公布,2016年度物理學獎由英國學者索利斯、霍爾丹及科斯特利茨奪得。
三人以數學原理來研究物質的相變過程,成就備受肯定。

諾貝爾委員會以索利斯、霍爾丹及科斯特利茨的畫像,來公布三人獲獎。(諾貝爾委員會)
在固態、液態和氣態以外,其實還有其他狀態。(諾貝爾委員會)

不少人在小學階段,都曾經學過物質有三種狀態,分別是固態、液態和氣態,分別的例子是冰、水和水蒸氣。以專業名詞來說,這些狀態稱之為「相」(phase),狀態改變的過程就是「相變」(phase transition)。在相變之後,物質的屬性可以改變,例如原來導電的鐵也變得不導電。

不過其實在物理學來說,物質的狀態不只這三種,在極端高溫或低溫的時候,其實還有其他狀態,稱之為奇異狀態(exotic states)。

英國的物理學家索利斯(David Thouless)、霍爾丹(Duncan Haldane)及科斯特利茨(Michael Kosterlitz),就是研究奇異物質聞名。

他們更重要的貢獻,在於應用了數學上的拓樸原理來研究物質相變,令人類的物理研究進入一個更深認識的階段。

拓樸學原本是數學概念,主要研究空間連續變化之時,維持不變的性質。

三名獲獎物理學家,以拓樸學原理解釋相變。(諾貝爾委員會)

諾貝爾委員會讚揚三人在「物質拓樸相變與拓樸相位的理論發現」。索利斯獲得800萬瑞典克朗(港幣723萬)獎金中的一半,另外兩名得獎者會平分另外一半。

  2016年諾貝爾獎公布日子(本港時間)

周一(3日):醫學獎周二(4日):物理學獎周三(5日):化學獎周五(7日):和平獎下周一(10日):經濟學獎待定:文學獎