Topology and Physics-轻识

Since its birth in Poincaré's seminal 1894 "Analysis Situs", topology has become a cornerstone of mathematics. As with all beautiful mathematical concepts, topology inevitably — resonating with that Wignerian principle of the effectiveness of mathematics in the natural sciences — finds its prominent role in physics. From Chern–Simons theory to topological quantum field theory, from knot invariants to Calabi–Yau compactification in string theory, from spacetime topology in cosmology to the recent Nobel Prize winning work on topological insulators, the interactions between topology and physics have been a triumph over the past few decades.

In this eponymous volume, we are honoured to have contributions from an assembly of grand masters of the field, guiding us with their world-renowned expertise on the subject of the interplay between "Topology" and "Physics". Beginning with a preface by Chen Ning Yang on his recollections of the early days, we proceed to a novel view of nuclei from the perspective of complex geometry by Sir Michael Atiyah and Nick Manton, followed by an entrée toward recent developments in two-dimensional gravity and intersection theory on the moduli space of Riemann surfaces by Robbert Dijkgraaf and Edward Witten; a study of Majorana fermions and relations to the Braid group by Louis H Kauffman; a pioneering investigation on arithmetic gauge theory by Minhyong Kim; an anecdote-enriched review of singularity theorems in black-hole physics by Sir Roger Penrose; an adventure beyond anyons by Zhenghan Wang; an aperçu on topological insulators from first-principle calculations by Haijun Zhang and Shou-Cheng Zhang; finishing with synopsis on quantum information theory as one of the four revolutions in physics and the second quantum revolution by Xiao-Gang Wen. We hope that this book will serve to inspire the research community.

作者简介：

杨振宁，中国科学院院士，“诺贝尔物理学奖”获得者。他在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域做出了里程碑性的贡献。

[英]迈克尔·阿蒂亚（M.F.Atiyah），“20世纪伟大的数学家”之一，“阿蒂亚-辛格指标定理”的证明者之一。曾荣获“菲尔兹奖”“科普利奖章”等多个奖项。被英国皇室授予下级勋位爵士。

[英]尼古拉斯·曼顿（N.S.Manton），剑桥大学应用数学和理论物理系的数学物理学教授，圣约翰学院研究员，英国皇家学会会员。主要从事粒子和核物理方面的研究。曾出版作品《后费曼物理学讲义》。

[荷兰]罗贝特·戴克赫拉夫（Robbert Dijkgraaf），数学物理学家，弦理论家。阿姆斯特丹大学的终身教授。

[美]爱德华·威滕（Edward Witten），“菲尔兹奖”得主，普林斯顿高等研究院教授，弦理论和量子场论的顶尖专家。创立了“M理...

作者简介：

杨振宁，中国科学院院士，“诺贝尔物理学奖”获得者。他在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域做出了里程碑性的贡献。

[荷兰]罗贝特·戴克赫拉夫（Robbert Dijkgraaf），数学物理学家，弦理论家。阿姆斯特丹大学的终身教授。

[美]爱德华·威滕（Edward Witten），“菲尔兹奖”得主，普林斯顿高等研究院教授，弦理论和量子场论的顶尖专家。创立了“M理论”。曾被美国《生活》周刊评为“第二次世界大战后第六位有影响的人物”。

[美]路易斯·H.考夫曼（Louis H.Kauffman），伊利诺伊大学数学、统计学和计算机科学系教授。促进了“考夫曼多项式”的引入和发展。

[韩]金明迥（Minhyong Kim），牛津大学墨顿学院教授，浦项工科大学数学系主席。擅长丢番图方程，并在应用算术丢番图方程问题的研究上，有着突出的贡献。

[英]罗杰·彭罗斯（Roger Penrose），“诺贝尔物理学奖”获得者，牛津大学数学系名誉教授。发现了黑洞的形成是对广义相对论的有力预测。曾出版作品《皇帝新脑》。

[美]王正汉，加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校数学系教授，周边理论物理研究所主席，微软研究院Station Q首席研究员。

[美]文小刚，麻省理工学院终身教授，美国物理学会会士。曾获得“狄拉克奖章”。在研究量子力学如何影响多体系统方面做出了独立贡献。

张海军，南京大学物理学院和固体微结构物理国家重点实验室教授。主要从事计算凝聚态物理学研究。因发现三维拓扑绝缘体，获得“杰出科技成就集体奖”。

[美]张首晟，美国国家科学院院士、中国科学院外籍院士，清华大学高等研究院特聘教授，丹华资本创始董事长。曾获“狄拉克奖章”“求是杰出科学家奖”等多项大奖。他发现的“量子自旋霍尔效应”，被《科学》杂志评为当年的“全球十大重要科学突破”之一。

译者简介：

常亮，加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校数学博士。现为南开大学陈省身数学研究所特聘研究员。研究方向为量子拓扑与数学物理。

崔星山，加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校数学博士，普渡大学数学系助理教授。研究方向包括拓扑量子场论、量子信息等。

于立伟，南开大学陈省身数学研究所博士。现为清华大学交叉信息研究院博士后研究员。研究方向包括量子人工智能、拓扑量子计算等。