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2016年诺贝尔奖陆续公布,除了两位华人获提名,还有这些你需要知道

北京时间10月4日,2016年诺贝尔物理学奖揭晓,授予三位美国科学家: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。什么是拓扑?

拓扑(Topology)原本是一个数学概念,描述的是几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的性质,它研究的是那些“不连续”的特征。假设我有一个长方形,它可以变大一点点,变小一点点,粗一点点,细一点点,这样的变化是连续的。但是,拓扑学对此不关心。如果,我在长方形里挖了洞,那么它要么没有洞,要么有1个、2个、3个??,不能有1.5个或者3.14个。拓扑学关心的就是类似于这个洞的特征。拓扑学还有一个特点是,看局部不管用。一个长方形有几个洞,完全无法依靠看它的局部来判断,必须看整体。

颁奖礼上,诺贝尔组委会用没有洞的肉桂卷(cinnamon bun)、一个洞的面包圈(bagel)和两个洞的碱水面包(pretzel)解释起了拓扑是什么回事,在拓扑上,这几种结构是完全不一样的:洞的数量不同。

今天三位得主的核心成就,就是他们在物理学中引入了拓扑的概念。

20世纪70年代早期,Michael Kosterlitz和David Thouless颠覆了当时的理论,提出超导和超流性质的新模型,并解释了超导态可以在低温下出现,而在温度升高时消失这一转变(相变)的机制。

20世纪80年代,Thouless在理论上解释了超薄层材料导电性呈整数式阶跃的特征,表明这些整数代表着材料的拓扑性质。而差不多在同一时间,Duncan发现了拓扑概念可以用来理解一维自旋链(一种一维线性材料)的磁学特性。开启未知大门

今年的获奖者打开了一扇通往未知世界的大门,在那里,物质可以呈现出奇怪的状态。他们利用高等数学方法研究了物质的一些特殊相或状态,比如超导体、超流体和磁性薄膜等。如今,人类对物质的新奇相态的研究正在展开,材料科学和电子学的未来应用前景充满希望。

现在,我们已经知道拓扑相有很多种,它们不仅存在于薄层和线状物,还存在于普通的三维材料中。过去十年里,这一领域的研究促进了凝聚态物理研究的前沿发展,人们不仅仅对拓扑材料能够在新一代电子器件和超导体中产生应用抱有希望,而且看好其在未来量子计算机方面的应用。

此刻,许多研究人员仍在慢慢揭开奇异世界里物质的秘密,而这个奇异世界,是由今年的三位获奖者发现的。

香港大学教授徐士杰点评说——

今年的诺贝尔物理奖是继安德森局域化、整数量子霍尔效应、分数量子霍尔效应获奖后,又一次对于凝聚态的电物性新认识的表彰。不知道未来数年诺贝尔物理奖是否再次垂青凝聚态物理,例如表彰拓扑绝缘、自旋量子效应乃至异常量子霍尔效应的发现。如果是这样的话,华人乃至我国物理学者可能有机会获奖。

还有个有趣的事就是,Kosterlitz应该是在做博士后期间与Thouless共同发表了他们那篇著名的论文的,而且Kosterlitz署名为第一作者,但诺贝尔奖委员会却将一半的奖金授予了Thouless。

诺贝尔奖(The Nobel Prize),是以瑞典著名的化学家、硝化甘油炸药的发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔(Alfred Bernhard Nobel)的部分遗产(3100万瑞典克朗)作为基金在1900年创立的。

诺贝尔奖初始分设物理学、化学、生理学或医学、文学等奖项,以基金每年的利息或投资收益授予世界上在这些领域对人类做出重大贡献的人,于1901年首次颁发。

1968年,增设“瑞典国家银行纪念诺贝尔经济科学奖”,1969年首次颁发,人们习惯上称这个额外的奖项为诺贝尔经济学奖。

诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金。

北京时间10月3日,2016年诺贝尔生理学或医学奖被授予日本科学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi),以表彰他发现了细胞自噬的机制。

2015年,中国科学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖,成为亚洲第一位获得这一奖项的女性科学家,也让这一奖项更为中国人所熟知。

根据诺贝尔奖官网消息,除了已经颁布的生理学或医学奖、物理学奖外,至10月10日,化学奖、经济学奖、文学奖得主将于如下时间公布:

化学奖:最早于北京时间10月5日17时45分公布(斯德哥尔摩时间10月5日11时45分);

经济学奖:最早于北京时间10月10日17时45分公布(斯德哥尔摩时间10月10日11时45分);

文学奖:揭晓时间尚未最终确定。按照往年规律,文学奖会在化学奖公布的次日揭晓。两位华人有望获奖

著名信息提供商汤森路透(Thomson Reuters)早前发布了2016年诺贝奖获得者的预测名单,列出了诺贝奖委员会很可能会青睐的24位科学家,分别来自5个国家,其中包括2位华人。

生理学或医学

詹姆斯·艾利森(James Allison),美国休斯敦大学免疫学教授

杰弗里·布鲁斯通(Jeffrey Bluestone),美国加州大学旧金山分校内分泌学教授

克雷格·汤普森(Craig Thompson),MemorialSloan Kettering癌症中心CEO

以上三人解释了CD28和CTLA-4如何控制T细胞的激活并调节免疫应激。

杰弗里·布鲁斯通

戈登·弗里曼(Gordon Freeman),美国哈弗医学院医学教授

本庶佑(Tasuku Honjo),日本京都大学客座教授

阿琳·夏普(Arlene Sharpe),美国哈弗医学院比较病理学、微生物学和免疫生物学教授、美国Brigham and Women医院病理部成员

以上三人阐明了程序性死亡分子-1(PD-1)的功能,该结果大力推动了癌症免疫疗法的发展。

迈克尔·豪尔(Michael Hall),瑞士巴塞尔大学生物中心教授

大卫·萨巴蒂尼(David Sabatini),美国麻省理工学院生物学教授

思帝华·施莱伯(Stuart Schreiber),美国哈弗大学化学与生物化学教授

以上三人发现了生长调控器雷帕霉素标靶(TOR)和雷帕霉素机械标靶(mTOR)。

随着昨天日本科学家大隅良典得奖,汤森路透这次完全猜错。物理学

马文·科恩,美国加州大学伯克利分校物理学教授,美国劳伦斯伯克利国家实验室资深科学家。他致力于固体材料的理论研究以及材料的性质预测,其中最重要的贡献是经验赝势方法(empirical pseudopotential method)。

罗纳德·德雷福(Ronald Drever),美国加州理工学院物理学教授

基普·索恩(Kip Thorne),美国加州理工学院理论物理学教授

雷纳·韦斯(Rainer Weiss),美国麻省理工学院物理学教授

以上三人研发了激光干涉引力波天文台让引力波的探测成为可能。

雷纳·韦斯(左)和基普·索恩

塞尔索·格里博格(Celso Grebogi),英国阿伯丁大学自然科学与计算机学院教授

爱德华·奥特(Edward Ott),美国马里兰大学物理和电子计算机工程系教授

詹姆斯·约克(James Yorke),美国马里兰大学数学和物理学教授

以上三人用OGY(Ott, Grebogi and Yorke)方法描述了混沌系统的原理。

汤森路透再一次完全猜错……化学

乔治·彻奇,美国哈弗医学院基因学教授

张锋,美国麻省理工学院生物医药工程学教授

以上两人将CRISPR-cas9基因编辑技术应用到了老鼠和人类细胞上。

张锋

卢煜明,中国香港中文大学医学和化学病理学教授。他发现了从母亲血浆中检测胎儿DNA的方法,为非侵入性产前检查带来了革命性的改变。

卢煜明

前田浩(Hiroshi Maeda),日本崇城大学教授,熊本医科大学名誉教授

中野修(Yasuhiro Matsumura),日本国立癌症中心治疗发展部主任

以上两人发现了高分子药物能提高药物的高渗透长滞留效应(enhanced permeability and retention effect),这项发现对于癌症治疗至关重要。经济学

奥利维尔·布朗查德(Olivier Blanchard),美国彼得森国际经济研究所高级研究员,麻省理工学院经济系名誉教授,他对宏观经济学做出了贡献。

奥利维尔·布朗查德

爱德华·拉泽尔(Edward Lazear),美国胡佛研究所高级研究员,斯坦福商学研究生院人力资源学教授。他发展了独树一帜的“雇员经济学”(personnel economics)。

马克·梅里兹(Marc Melitz),美国哈佛大学政治经济学教授。他对企业的各异性以及国际贸易进行了全新地描述。

文学奖方面,据日本《产经新闻》报道,在全球最大规模的博彩公司立博集团公布的赔率榜单上,村上春树又以1赔6位列第二。

村上春树

排名第一的是白俄罗斯女作家斯维拉娜·亚历塞维奇(Svetlana Alexievich)。此外,肯尼亚出身的作家恩古吉·瓦·提安哥和美国作家菲利普·罗斯(Philip Roth)也榜上有名。村上如果获奖,他将成为继川端康成、大江健三郎之后的第三位获得诺贝尔文学奖的日本人。

斯维拉娜·亚历塞维奇

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