郑佳安

摘要2016年10月4日，3位美国科学家：戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨，获得诺贝尔物理学奖。这3位物理学家在“物质拓扑相”领域的研究取得重大进展。2016诺贝尔物理奖获奖理由，具体就是指将数学理论“拓扑学”运用到物理现象“相变”的研究中来。那么什么是“物质拓扑相”呢？从“物质拓扑相”可以看出物理学在未知领域的探索有什么影响呢？文章主要对“物质拓扑相”进行分析。

关键词物质拓扑相；物理学；未知领域

近年来，科学发展迅速，各个学科在未知领域都取得了很大的进展，物理学研究同样是突飞猛进。从众多的进展中，我们可以看出，物理学新兴概念的提出，物理学的测量方法，物理学理论成果向实际可用技术的转化，都为其他学科譬如材料学、农业学、信息学的发展提供了技术和理论基础。大到整个宇宙，小到基本粒子，都属于物理学的研究范畴，可以说，物理的发展奠定了科学发展的基石。物质拓扑相的研究从18世纪就产生了，到现在已经有一个世纪的时间了，从数学概念的提出，到物理思想的运用，从集合到几何再到物理中的拓扑相的发生发展，一直是当今世界的热门研究课题。“物质拓扑相”是把数学与物理学结合的一个新兴的研究。我们还只是刚刚进入到“物质拓扑相”的大门，还有很多未知的内容等着我们去探索。

1“拓扑”和“相”的相关概念

1）“拓扑”及“拓扑变换”。“物质拓扑相”中既有数学的概念，又有物理的概念。“拓扑”一词源于数学，指的是几何形状在连续形变中所不变的性质。……