诺贝尔物理学奖手记：为什么颁给纯粹理论的拓扑相变？
2016/10/5 三联生活周刊
诺贝尔物理奖对我来说有特殊的意义——当然不是说我对这份殊荣有什么痴心妄想——有将近五年的时间我在一所大学的物理系度过，这个物理系产生出了二十九位诺贝尔物理奖得主。
过去几年的十月初，总会有一个上午或是下午，我守在电脑旁，看着诺贝尔网站的倒计时，等候新科诺贝尔物理奖得主的诞生。无论是物理学的哪个方向，哪个国家的物理学家获得诺贝尔奖，我总会为之感到激动，感慨科学进步对人类文明的巨大推动。
但今年与往年不同，我没有等在电脑旁，因为我已经早早地来到瑞典皇家科学院，诺贝尔物理学奖即将在这里宣布。置身于此前在网络转播中看到的大厅，我不觉得太过陌生。大厅中的装饰华丽而古朴，颇似剑桥大学那些古老的学院，但更显昏暗。大厅四周墙壁上挂着大大小小的先贤肖像，围绕着不大的主席台放置半圈桌椅，更显逼仄。我在角落处找到一个座位，后来的人只能站立或坐在地上。
发布会开始前，在瑞典皇家科学院大厅，媒体陆续到位(苗千 摄)
2016年物理学最大的突破可以说是引力波的发现，对于引力波持续多年的探测最终成功意义非凡，这也被很多人认为是今年诺贝尔奖的最大热门。实际上探测到引力波的日期晚于今年诺贝尔奖提名的截止日期，因此这项成果今年不可能获奖。还有什么热门成果呢？我想起人们谈论了好几年的拓扑绝缘体(topological insulator)还有与之相关的几位物理学家……
上午11:45，诺贝尔物理奖的三位评委走上台前。没有什么寒暄，就开始宣布今年的诺贝尔奖得主，开场白几句话提到了新奇的物质形态，“果然是拓扑绝缘体”，我想。但实际并不如我所料，今年的诺贝尔物理奖颁给在上世纪70，80年代对于拓扑相变与拓扑相物质(topologicalphase transitions and topological phases of matter)进行理论研究的三位物理学家。评委在现场连线了获奖者之一，普林斯顿大学的邓肯·霍尔丹(Duncan Haldane)教授，请他大致介绍自己的研究。听得出来，这位65岁的科学家声音中稍有颤抖。
三位评委揭晓2016年诺贝尔物理奖得主(苗千 摄)
短暂的发布会之后，人群散开，在场的媒体记者开始分头采访。按照事先的安排，我在喧闹的会场里找到了诺贝尔物理学委员会主席奥尔·伊戈纳斯(Olle Ingan?s)与诺贝尔物理学委员会现任执行主席尼尔斯·马藤松(Nils M?rtensson)，分别进行访谈。
与诺贝尔物理学委员会执行主席、瑞典皇家科学院院士、乌普萨拉大学物理学尼尔斯·马藤松(Nils M?rtensson)教授的访谈
尼尔斯·马藤松教授(苗千 摄)
三联生活周刊：今年的诺贝尔物理学奖授予了对于拓扑相变的理论研究，而非对于拓扑绝缘体的应用研究，您认为这三位获奖者研究最重要的意义在哪里？
马藤松：他们的成果是很多人梦寐以求的，这项理论研究会有很多重要的后续研究。他们做出发现是在上个世纪80年代，而仅仅在10年前，这个领域才开始忽然爆发。你可以说，他们的成果发现了物质非常奇异的性质，找到了一条让人们制造新奇材料的途径。作为这项研究的后续，我相信一定会有很多的应用。霍尔丹教授刚才也提到了，这项研究会对量子计算机的发展有所帮助。
三联生活周刊：今年的诺贝尔物理奖授予了一项纯理论性的研究，这并不常见。也有一些物理学家，比如剑桥大学的史蒂芬·霍金教授，他的研究是纯粹基于理论研究黑洞的性质，也许我们永远都不可能发现任何支持他的研究成果的证据，但是很显然他的研究对于物理学也有很大意义，霍金教授有没有可能获得诺贝尔物理奖呢？
马藤松：霍金教授当然是一位杰出的物理学家，但是作为诺贝尔委员会的成员，(关于谁可能获奖)我实在是不能说更多。如果只针对你的问题，我可以回答，诺贝尔物理奖确实可以授予纯粹的理论研究。我再补充一下，今年的诺贝尔物理奖授予了纯粹的理论物理学研究，但是它刺激了很多实验物理学方面的研究，也得到了实验的验证。
三联生活周刊：现在理论物理学越来越像是一门单独的学科，理论物理学家们建立了各种模型来解释各种宇宙却没有实验证据的支持。对于理论物理学的发展，您是否认为一位理论学家，比如一个弦论学家有可能获得诺贝尔物理奖呢？
马藤松：在物理学，或者理论物理学和数学之间存在着界限，诺贝尔物理奖不能授予纯粹的数学理论，一个理论必须有对应的物理现象，得到实验的验证才算是物理学理论。
三联生活周刊：物理学正变得越来越贵，比如大型重子对撞机。现在还有物理学家建议修建一个更新的超级对撞机，也可能会花费更多的钱，因此物理学实验室之间的合作也越来越频繁。针对这种情况，诺贝尔委员会有没有考虑过将诺贝尔物理奖授予超过三个人，或者是某个组织，比如欧洲核子中心(CERN)？
马藤松：我只能说这种事在物理奖，化学奖还从来没有发生过。可以讨论，在理论上或许可以，因为诺贝尔和平奖就这样做过(授予某个组织)，但实际上具体该怎么操作，现在还无法确切回答这个问题。
三联生活周刊：您是否认为现代物理学陷入到了某种困境中？我们仍然使用标准模型来解释自然，但是对于暗物质，暗能量的真实身份却还一无所知。
马藤松：目前有很多令人激动的想法和计划，对于暗物质和暗能量的探索正在继续。我不认为我们现在处于困境，我们有了一些进展，还需要继续工作，总有一天我们会理解(暗物质)，这些事情都需要时间。我们从今天的诺贝尔物理奖也看得出来，从最初的概念到实验实现，花费了几十年的时间。
三联生活周刊：能否说一位令你印象最深刻的诺贝尔物理奖得主？
马藤松：我不能说我最喜欢的诺贝尔物理奖得主，如果我这样说，会显出我有某种偏向。但是另一方面...我可以说自己的博士导师凯·西格巴恩(Kai Siegbahn)，他也是一位诺贝尔物理奖得主，他可以说是我最喜欢的(诺奖得主)了(笑)。
三联生活周刊：感谢您的时间，再见。
马藤松：再见。
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