توپولوژی و فیزیک ۲۰۱۹
Topology And Physics 2019

این کتاب مجموعه‌ای جذاب و تأثیرگذار از مقالات برجسته، گردآوری‌شده از رهبران و پیشگامان برجسته‌ی بین‌المللی از حوزه‌های مختلف است که در تقاطع توپولوژی و فیزیک یا کاربردهای توپولوژی در سیستم‌های فیزیکی فعالیت می‌کنند.

این کتاب به بررسی موضوعات جالب و بدیعی می‌پردازد که در محل تلاقی گرانش، نظریه‌های میدان کوانتومی، ماده چگال، کیهان‌شناسی فیزیکی و توپولوژی قرار دارند. یک مرور غنی، سازمان‌یافته و جامع از ارتباطات قابل توجه و روشنگرانه بین فیزیک و توپولوژی در اینجا در دسترس خوانندگان فیزیک قرار گرفته است. – *Contemporary Physics*

توپولوژی از زمان پیدایش خود در اثر برجسته‌ی «Analysis Situs» اثر پوانکاره در سال 1894، به سنگ بنای ریاضیات تبدیل شده است. مانند تمام مفاهیم زیبای ریاضی، توپولوژی به ناچار – با طنین‌اندازی با اصل وigner در مورد اثربخشی ریاضیات در علوم طبیعی – نقش برجسته خود را در فیزیک می‌یابد. از نظریه چرن-سیمونز تا نظریه میدان کوانتومی توپولوژیکال، از ناورداهای گره تا فشرده‌سازی کالابی-یائو در نظریه ریسمان، از توپولوژی فضا-زمان در کیهان‌شناسی تا اثر برنده‌ی جایزه نوبل اخیر در مورد عایق‌های توپولوژیکی، تعامل بین توپولوژی و فیزیک در چند دهه‌ی گذشته یک پیروزی بوده است.

در این مجلد همنام، مفتخریم که از مشارکت‌های جمعی از استادان بزرگ این رشته برخورداریم که با تخصص مشهور جهانی خود ما را در موضوع تعامل بین “توپولوژی” و “فیزیک” راهنمایی می‌کنند. با پیشگفتاری از چن نینگ یانگ در مورد خاطراتش از روزهای اولیه آغاز می‌کنیم، سپس به دیدگاهی بدیع از هسته‌ها از منظر هندسه مختلط توسط سر مایکل عطیه و نیک مانتون می‌پردازیم، و به دنبال آن ورودی به سوی تحولات اخیر در گرانش دو بعدی و نظریه تقاطع در فضای مدولی سطوح ریمانی توسط روبرت دایکگراف و ادوارد ویتن؛ مطالعه فرمیون‌های مایورانا و روابط با گروه بافت توسط لوئیس اچ کافمن؛ یک بررسی پیشگامانه در مورد نظریه سنجش حسابی توسط مینهیونگ کیم؛ بررسی غنی‌شده با حکایات از قضایای تکینگی در فیزیک سیاه‌چاله‌ها توسط سر راجر پنروز؛ ماجراجویی فراتر از هر یونی توسط ژنگان وانگ؛ تصویری از عایق‌های توپولوژیکی از محاسبات اصل اول توسط هایجون ژانگ و شو-چنگ ژانگ؛ و در پایان خلاصه ای از نظریه اطلاعات کوانتومی به عنوان یکی از چهار انقلاب در فیزیک و انقلاب دوم کوانتومی توسط شیائو-گانگ ون. امیدواریم این کتاب الهام‌بخش جامعه‌ی پژوهشی باشد.

‘The book is an engaging and influential collection of significant contributions from an assembly of world expert leaders and pioneers from different fields, working at the interface between topology and physics or applications of topology to physical systems … The book explores many interesting and novel topics that lie at the intersection between gravity, quantum fields, condensed matter, physical cosmology and topology … A rich, well-organized, and comprehensive overview of remarkable and insightful connections between physics and topology is here made available to the physics reader.’Contemporary PhysicsSince 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.