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進入諾貝爾物理獎得主的研究 「拓樸學」原來是這樣
2016諾貝爾物理學獎，由3位美國學者獲獎。（美聯社）
［記者吳柏緯／台北報導］2016諾貝爾物理學獎由研究「物質拓樸相變與拓樸相位的理論」美國學者圖列斯（David J. Thouless）、哈爾丹（F. Duncan M.Haldane）、科斯特利茲（J. Michael Kosterlitz）共同獲得。中研院物理所所長李定國表示，三位學者的研究成果對於材料科學與電子學的發展影響深遠，得獎並不意外。
李定國指出，1980年以前，拓樸學僅是數學學門中的研究項目，物理學研究者很少會去學習，因此也從未想過將拓樸學應用在物理學上。1980年圖列斯率先提出這項理論，開了一條過去沒有人走的路，進而引發後世學者爭相研究，可說是這個研究領域的開山祖師。
對於三人的研究理論，李定國巧妙地用甜甜圈舉例。他表示，一般常見的甜甜圈是圓形，中間有一個洞。當甜甜圈經過烘焙定型後，不論在甜甜圈上灑上什麼樣的材料或裝飾，都不會改變甜甜圈既有的形狀，這樣穩定的狀態就稱為拓樸結構。
李定國說明，過去研究材料科學與電子學的時候因為沒有拓樸學的支持，所以很多的材料由於含有雜質等原因無法被運用在科學研究與製造機密儀器。不過這項理論指出，電子材料中應含有許多拓樸結構，雖然形狀各異，但就如同烤好的甜甜圈一樣，狀態非常穩定，並不會受雜質的影響。
李定國指出，台灣的半導體產業世界知名，然而材料中如果混入雜質就有可能影響產品的穩定度。若這項理論能夠實際運用，未來將可以突破材料不純粹的限制，以新材料替代，對於研發或研究都有所助益。
此外，未來這項理論也可望使用於量子電腦的研發，李定國說明，量子電腦的材料不穩定度高，容易受到外在環境的影響，一直是研發的困境。若能將這道理論套用在相關的材料科學上，量子電腦問世指日可待。
雖然這項理論問世30多年，但目前相關的研究仍停留在實驗室，並未被實際運用。李定國指出，近十多年已有許多過去未被重視或不為人知的新材料都一一被發現，而且也有不少科學家投入研究。若未來實驗證實這些新材料能夠實際被運用，甚至取代現在使用的材料，不但能大幅減低研究與研發的成本，也將大大的改變人類的生活。
82歲的圖列斯雖今年才榮獲諾貝爾獎，然而他的學術貢獻在物理學界早已是大師的地位。李定國透露，圖列斯多年前曾來台演講，引起台灣物理學界的轟動，許多學者、學生對於圖列斯的學者風範與研究精神都印象深刻。
李定國說，三位學者的研究雖只是理論，但是對於科學研究而言是重大的突破，因此本次獲獎並不意外，學界甚至認為直到現在才頒獎給他們「有點太晚」。
