2016年10月，诺贝尔物理学奖授予David J. Thouless、F. Duncan M. Haldane和J. Michael Kosterlitz，以表彰他们对“物质的拓扑相变和拓扑相的理论发现”。今年的诺贝尔物理学奖被授予美国华盛顿大学的索利斯、普林斯顿大学的霍尔丹和布朗大学的科斯特利兹，以表彰他们的“理论研究发现了物质的拓扑相变和拓扑相。
”诺贝尔奖官网说：“他们打开了通往奇异状态物质这一未知世界的大门。他们用高等数学方法研究不寻常的相、态、物质，比如超导体、超流体或薄磁膜。得益于他们的先驱性工作，对新型反常相物质的猎寻开展起来了。很多人认为它们未来有望在材料科学和电子学上得以应用。”
首先，什么是相变？众所周知，纯水可以有冰、水、水蒸气三种状态，也就是固体液体气体三种相。融化沸腾结霜等都是相变。相变意味着存在不连续的跃变。比如说固相和液相之间并没有中间状态。在不同的相里，分子原子整体遵循不同的规律做运动。
其次，什么是拓扑？拓扑是topology音译的词汇。拓扑学是数学的一个分支，主要研究在空间连续变化的情况下维持不变的性质。最著名的例子就是，一团橡皮泥可以捏成一个球或者一个碗，或者捏成诺奖发布会上，主持人手里的实心肉桂面包。而被打穿了一个洞的橡皮泥，或者有一个把手的茶杯，以及主持人手里的圆圈面包，或者一个筒裙，在拓扑学上他们都是一回事，拥有同样的不变性：一个洞。
什么是电导率？为了帮助理解后面的话题，我们先看看什么是电导率。想象一下你在一个管子的一端施加压力，两端出现压强差，管内的液体会朝低压的方向流去，而流速流量不仅由压强差、管道长度、管道粗细决定，还会与液体的粘滞阻力有关，就像水和蜂蜜的区别。同样的，决定电流大小的，除了导线两端的电压差，材料的长短粗细，还有材料本身的导电性能。
然后，什么是拓扑相变？现在，我们再来试图理解拓扑相变。在低温下，微观粒子体现出量子力学的效应。而在薄层物质里，想象一下那些“运载”电流的电荷，像蚂蚁一样被限制在桌面薄薄一层空间，只能做二维运动。那么他们中的一些有可能转着圈形成漩涡。最后，它们有什么用呢？这些研究的意义是什么，它们有什么用，这是大家很关心的问题。
我首先要强调的是，把非常抽象的拓扑学应用到凝聚态物理研究中，形成全套崭新的理论，用以成功解释物质的奇异性质和相变，并预言前所未有的拓扑相和新物态，就像拿三角函数来描述带有方向的物理量，拿微积分来描述渐进的物理过程，拿黎曼几何来描述引力的本质是时空的扭曲从而创立的广义相对论一样，这些“异想天开”的开创性理论研究打开了一扇扇新学科的大门，是具有划时代意义的。