從2016年諾貝爾物理獎“物質(zhì)拓?fù)湎?rdquo;看物理學(xué)在未知領(lǐng)域探索的影響

1、從2016年諾貝爾物理獎“物質(zhì)拓?fù)湎唷笨次锢韺W(xué)在未知領(lǐng)域探索的影響學(xué)習(xí)到，發(fā)現(xiàn)并歸納一種材料的物理性質(zhì)時，不僅要從其結(jié)構(gòu)上、分子排列上探索，更要注意其“拓?fù)湫再|(zhì)"。"物質(zhì)拓?fù)湎唷碧峁┑氖且环N全新的思維方式，具從物理數(shù)學(xué)研究發(fā)展而來，認(rèn)為所有不斷變化的過程中又存在著不變的規(guī)律。我們可以把這種思維方式運用到其他學(xué)科的研究中。按照以前的探索方式，我們可能只是把得到的變化信息整理分析，得出結(jié)論。引入"物質(zhì)拓?fù)湎?quot;概念以后，我們不僅要看到變化的信息，而且應(yīng)該聯(lián)想到變化中的不變的規(guī)律。就好像一條打結(jié)的繩子，我們想解開這個結(jié)，卻發(fā)現(xiàn)繩子是首尾相連的，那么去除繩結(jié)唯一的

2、方法就是把繩子割斷，這就是拓?fù)湫再|(zhì)的堅固性。這種探索方式對未知領(lǐng)域的探索工作來說是一個挑戰(zhàn)，但是，只要努力就會有意外的發(fā)現(xiàn)。2)"物質(zhì)拓?fù)湎唷睂ξ粗I(lǐng)域探索方向的影響。根據(jù)"物質(zhì)拓?fù)湎唷崩碚摰奶攸c，其可能會引領(lǐng)對微觀量子的研究，比如在二維維度的層面研究金屬的超導(dǎo)性質(zhì)，對特殊條件下超導(dǎo)材料的研究，對金屬特性的深層剖析，以及在此條件下，創(chuàng)造出具有更加出色的物理性質(zhì)的金屬化合物。其在天體學(xué)研究上可能會提供新的思路和方法，幫助天文學(xué)家探索更遠(yuǎn)、更生動的宇宙世界。又比如量子計算機，在拓?fù)涓拍罾?，咖啡杯和面包圍的?xì)致的形狀沒有什么關(guān)系，只跟拓?fù)溆嘘P(guān)系。也就是說，它的形狀到底是有幾個洞，

3、還是像球體一樣沒有洞。我們可以隨便揉捏它，只要不改變洞的數(shù)量，那它就還是同一個物理態(tài)沒有改變。拓?fù)湫蚓哂蟹€(wěn)定的物理性質(zhì)。那么如果我們做一個量子計算機的量子態(tài)可以隨意揉捏而不發(fā)生改變，那它就不會受到外界的干擾。所以怎么利用這個很奇特的性質(zhì)來做量子計算機，是一個很重要的想法。3)物理學(xué)對未知領(lǐng)域探索的工具作用。正如數(shù)學(xué)對物理學(xué)來說是一門工具學(xué)科，多年前大家以為解析幾何無用，費馬大定理無用,而后發(fā)現(xiàn)居然可以應(yīng)用于物理研究。物理學(xué)是一門研究物質(zhì)最一般運動和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科，是自然科學(xué)的帶頭學(xué)科。各個學(xué)科都有物理學(xué)的影子，它的理論進展和技術(shù)實現(xiàn)很大程度上影響著其他學(xué)科對于未知領(lǐng)域探索的進度。比如醫(yī)學(xué)領(lǐng)

4、域，最初對疾病的診斷只能憑外部表現(xiàn)和經(jīng)驗，后來物理傳感器的出現(xiàn)，幫助醫(yī)學(xué)研究者探知人體的未知信息，比如血管造影，四維超聲等技術(shù)的實現(xiàn)。用物理學(xué)的技術(shù)和方法分析來自天體的電磁輻射，可以得到天體的各種物理參數(shù)，得到很多未知的宇宙信息，推動天體學(xué)的發(fā)展。4)"物質(zhì)拓?fù)湎?quot;理論的影響。由對"物質(zhì)拓?fù)湎?quot;的研究而產(chǎn)生的一系列的產(chǎn)品拓?fù)浣^緣體、拓?fù)涑瑢?dǎo)體和拓?fù)浣饘俣际墙鼛啄甑臒衢T話題，這些拓?fù)洳牧峡赡軙π乱淮某瑢?dǎo)體和電子元件的發(fā)展方向起主導(dǎo)作用，拓?fù)洳牧线€吸引了科研人員的眼球，引發(fā)了大家對量子計算機的研究。同樣的，在光子系統(tǒng)中實現(xiàn)非平凡的拓?fù)鋺B(tài)，將會提高我們對光

5、傳播W光散射的進一步認(rèn)識。"物質(zhì)拓?fù)湎唷碧峁┝艘环N物理研究的新思路，從二維的角度對物理性質(zhì)進行研究，在不斷變化之中研究不變的性質(zhì)。原來的原子級別的研究只是針對電子的數(shù)量和電子圍繞質(zhì)子的高速轉(zhuǎn)動進行的，現(xiàn)在隨著研究材料體積的不斷縮小，只對以上性質(zhì)進行研究已經(jīng)不能滿足需要了，于是開始對電子的自旋性進行研究。該理論不僅是一個概念上的創(chuàng)新，還引導(dǎo)了人們又一次對未知領(lǐng)域產(chǎn)生無限的遐想和探索，不僅是物理上的創(chuàng)新，還可以滲透到生物分子工程、新材料領(lǐng)域、航空航天等各個方面。3結(jié)論2016年的貝爾物理學(xué)獎實至名歸，這3位科學(xué)家對物理新概念的提出與研究,勢必會造成科學(xué)界的又一次革命。繼牛頓的"三大運動"定律，量子力學(xué)，"物質(zhì)拓?fù)湎唷崩碚撚忠淮嗡⑿铝巳藗儗τ谖镔|(zhì)的理解。"物質(zhì)拓?fù)湎唷崩碚摰奶岢?，會加快人們對科學(xué)的探索，為人類對未知領(lǐng)域的探索又加了一塊墊腳石。之前一個不那么引人注意的學(xué)科拓?fù)湎嘧儸F(xiàn)在變得如此引人注目，再次讓人們意識到基礎(chǔ)研究的重要性，而不只是著眼于物理學(xué)的實際運用。未知領(lǐng)域還很多，"物質(zhì)拓?fù)湎唷崩碚撘苍S并不能完全滿足我們的研究