迈克尔·科斯特利茨（Michael Kosterlitz）因在拓扑相变和物质拓扑相的理论发现方面的研究，与戴维•索利斯（David Thouless）和邓肯•霍尔丹（Duncan Haldane）共同获得了2016年诺贝尔物理学奖。除此之外，他也是1981年英国物理学院麦克斯韦奖章与2000年美国物理学会拉斯•昂萨格奖得主。

在20世纪70年代早期，他和戴维•索利斯描述了低温下薄层的相变；而此前，物理学家认为二维材料不会发生相变，因为任何可能出现的有序排布都会被随机的热波动所消除。但是，如果没有相变，就不会发生超流体和超导等现象。因此，他和戴维•索利斯引入了拓扑学，提出了一个拓扑相变理论，其中成对的涡旋在低温下形成，然后随着温度的升高而分散。这种变化被称为科斯特利茨-索利斯（KT）相变，改变了人们对相变的固有认识，并在物理学许多其它领域获得了广泛应用。

作为世界顶尖科学家协会（WLA）会员的他，在78岁高龄依旧从事着物理研究，他曾在第三届世界顶尖科学家论坛（WLF）分论坛量子物质峰会Ⅲ上以“波长选择与噪声的朗之万方程”为题进行演讲分享，还参与了分论坛青年论坛之天文物理会议Ⅱ，与青年科学家们交流最前沿的理论物理研究。

迈克尔·科斯特利茨参加第三届世界顶尖科学家论坛 图 | WLF

与其它科学家不同的是，他还曾有一个排位永远第一的冒险爱好：攀岩。他多次表达自己生活中三大兴趣的顺序，即攀岩、物理和家庭。他甚至考虑过放弃物理学，转而从事专业登山运动。好在他的理智与妻子的劝诫占了上风，让人类社会没有错失一位诺贝尔物理奖得主，攀岩依旧只是作为爱好。而原本以为自己攀岩与学术研究能两不误，但不幸的是，在35岁那年他被诊断出患上了“多发性硬化症”，严重影响了他的运动神经，导致他不得不放弃第一爱好。

记性不好，就选物理

1943年6月22日，迈克尔·科斯特利茨出生于苏格兰第三大城市阿伯丁（Aberdeen）。他犹太血统的父亲和非犹太的母亲，当年为了能结婚，逃离了德国，定居在了阿伯丁。父亲成了阿伯丁大学的讲师，也是一位杰出的学者。科斯特利茨在那里度过了人生的头十六年，有着愉快的童年。家里平时都说英语，以至于科斯特利茨小时候并不知道自己是德国犹太裔，也只会最基本的德语。

幼年的迈克尔·科斯特利茨和他的父亲（左）、小学时期的迈克尔·科斯特利茨（右） 图 | nobelprize.org

他在当地的一所半私立学校罗伯特•戈登（Robert Gordon）学院就读，从幼儿园读到16岁。在那里，他接受了广泛的教育，包括科学、数学、历史、 地理、拉丁语和“带有浓重阿伯丁口音”的法语。不过，这个学院在物理教学上存在缺陷，“即使是14岁的我，也能看出老师其实不懂这门课。”科斯特利茨回忆说。

但这也显示出了他在物理上的天赋。他的双亲发现了这一点，认为科斯特利茨值得更好的培养，以后说不定还能进剑桥或牛津大学。于是，1959年，科斯特利茨进入了爱丁堡学院（Edinburgh Academy），专攻科学和数学科目。

科斯特利茨很快发现自己在人文学科表现平平，而在理科上成绩优异。“化学是我最喜欢的科目”，他当时十分乐于自由做那些刺激、带有一点危险性质的化学实验。不过，他还是得面对现实：一方面，化学公式十分复杂，需要大量记忆，而他并不擅长记东西，特别是有机化学，有时候只能靠连蒙带猜；另一方面，他有红绿色盲，无法观测某些试剂的颜色变化，不能满足化学实验的参与要求。

于是，他转身投奔物理。“尽管有些枯燥，但物理学是我在学校里最出色的科目”，他有些调侃到，“它能允许我最多同时记住6个事件——那是我的记忆极限，剩下的交给正确推理就行。”

在此期间，科斯特利茨也不负父母所望，考取了剑桥大学，还获得了该校冈维尔和凯斯（Gonville and Caiu）学院自然科学专业的重点奖学金。

迈克尔·科斯特利茨参加第二届世界顶尖科学家论坛 图 | WLF

迷上攀岩，甚至耽误学业

科斯特利茨在剑桥大学学习了当时大部分自然科学科目，如数学、物理等——当然，他也最后尝试了化学与生物化学，而他“糟糕的记忆力让有机化学成为了一场噩梦”，且由于色盲，他差点被试剂炸到眼睛——这些经历让他彻底对化学领域死了心。

于是，为了好玩，也或是转移注意力，他加入了剑桥攀岩俱乐部，开启了每周末坐大巴去郊外攀岩的课余生活；而令他没想到的是，这项活动也成为了他此生的最爱。“按照顺序，我的三大生活激情首先是攀岩，其次是物理学，第三是家庭”，他在接受诺贝尔委员会采访时说。

因此，本科期间几乎每个周末他都会去郊外玩耍，还会顺带去酒吧，以至于周一回来后很晚才去上课；满脑子的课外活动，也让他严重忽视了自己平日的学习。头两年他还可以轻松应付，疯玩的同时还能拿A等成绩，他还曾颇为得意：“我对自己说：‘迈克尔，你是某种天才’。”而出来混总是要还的，本科第四年，当他发现临考抱佛脚颇为吃力时，已来不及挽回，仅得了B+。

为此，他父亲为在剑桥他额外安排了一年补习，试图改善他令人失望的成绩。然而，那时候的科斯特利茨依旧没有吸取教训，对攀岩的痴迷让他最后依旧只得了B+。

不过，幸运的是，科斯特利茨还是获得了剑桥大学的研究生入学资格，但却不是他想要的高能物理理论专业；同时，一家不错的公司也给他发来了实验固体物理学的岗位邀请。最终，他遵从自己的心意，去了牛津大学，攻读高能物理理论。

在牛津大学的三年时间，科斯特利茨和未来的妻子贝里特（Berit），以及另外几个医学生合住在租来的房子里。他遇到了让自己独自开展研究并发现问题的优秀博士生导师。“一开始我还有些不安，但现在回想起来，这对我后来的职业生涯是很好的训练”，他感慨道。在此期间，他和其他研究生一起写了三篇关于雷格极点（Regge poles）和韦内齐亚诺模型（Veneziano model）的论文，是现代弦理论的前身。同时，周末以及假期里，他依旧去攀岩，如法国或意大利的阿尔卑斯山，甚至美国第一峡谷约塞米蒂谷，还得到了在登山界里相当不错的声誉，成为了英国最好的登山者之一。

塞翁失马，焉知祸福

当获得能在任何地方使用的英国皇家学会博士后奖学金后，科斯特利茨决定前往意大利都灵的特奥里察学院（Istituto di Fisica Teorica），因为现代弦理论先驱之一塞尔焦·富比尼（Sergio Fubini）就在那里。“更重要的是，那里更靠近阿尔卑斯山”，科斯特利茨坦言，那儿有更好的山峰，例如勃朗峰。

意大利语对科斯特利茨和贝里特来说只是小挑战，他们很快适应了那里的生活。科斯特利茨还获得了新爱好——高山滑雪，并在当地和其他杰出登山者一起搞了个以自己名字命名的登山项目 “Fessura Kosterlitz” ，该项目在随后十年里独一无二，至今仍在运营。

不过，他在物理方面的成就则不太为人所知，但他还是对现代弦理论的前身做了许多研究，并与博士后同事丹尼斯·韦伊（Dennis Wray）共同撰写了一篇题为“双重模型中的通用N顶点”的论文。当时科斯特利茨并没有意识到自己已经在后来名为弦理论研究中处于前沿地位。

在意大利还发生了一件对科斯特利茨至关重要的事，并最终导向了他获得诺贝尔奖。1970年，他向欧洲核子研究（CERN）中心申请了1971至1972年间博士后职位，但因未能及时提交必要文书而遭到拒绝，即将失业的前景让科斯特利茨笼罩在惶恐的情绪之中。而贝里特去火车总站买了一份英国报纸，上面刊登了学术工作的广告：英格兰的伯明翰大学（Birmingham University）有一个三年的博士后职位。尽管科斯特利茨当时并不想从事高能物理学研究，但他还是认真申请了这个职位，并最终获得了这份工作。

此外，还有一件重大事件也发生在1970那一年。相处7年后，他和贝里特结婚了，后者成为了他一生感谢、珍惜的人，在生活和事业上给予了他无尽的支持和鼓励。

在伯明翰大学工作的三年期间，科斯特利茨遇到了后来与他共同获得诺奖之人，大卫·索尔斯（David Thouless）。“他的友谊、耐心和合作是我事业的核心”，科斯特利茨回忆。索尔斯不仅给了他很多新启发和思路，还帮他安排了1973至1974年在康奈尔大学原子与固体物理实验室（LASSP）博士后研究员职位。

而在LASSP，他又结识了迈克尔·费舍尔（Michael Fisher）和他年轻聪慧的研究生大卫·纳尔逊（David Nelson），并从他们那里开始接触相变和临界现象——这成为了他未来获得诺奖的研究方向。他们还让科斯特利茨意识到了物理学的真谛，即实验数据的重要性以及如何选择研究课题。

迈克尔·科斯特利茨参加第二届世界顶尖科学家论坛 图 | WLF

恶疾突临，25年斗争后终拨云见日

1974年，科斯特利茨回到伯明翰大学担任终身讲师，在教授两门课程的同时继续研究相变和临界现象。1978年，科斯特利茨带着家人以客座教授的身份，到普林斯顿大学、贝尔实验室和哈佛大学访问了一学期。而在哈佛大学期间，科斯特利茨的研究取得了不错的成效，他与大卫·纳尔逊联合撰写了论文“二维超流体密度中的普遍跳跃”。

然而，这种令人满意的生活状态并未保持多久。也是在那一年，9月的某一天，科斯特利茨醒来时发现自己失去平衡，无法站立；住院一周后，医生们确定他得了一种中枢神经免疫性疾病：多发性硬化症。

这个疾病至今没有根治手段，会反复复发。他意识到自己的生活发生了永久的改变，挚爱的登山活动不得不停止，就像失去了一半的生命，他为此抑郁了好几年时间，也多少影响了他在物理领域的研究进度。

1979年，科斯特利茨获得了美国布朗大学（Brown University）终身教授的职位，并于1982年前往就职，工作至今。

尽管身患恶疾不能攀岩，但他第二生活激情——物理——仍在。科斯特利茨对抗着疾病带来的疲惫感，在随后25年里设法继续工作。他和优秀的研究生们一起，发表多篇论文；与自己在芬兰的同事长期合作，继续研究流体与固体增长的相场模型；还成为了韩国首尔的高等研究院（Korea Institute of Advanced Study）的特聘教授。

在他55岁那年，得益于一个多发性硬化症新药的试验，科斯特利茨的病症幸运地再未复发。他回顾自己这些年的经验，感触道：“无论未来由于疾病或其它问题显得多么暗淡，你都不能说自己不会成功。”

如今，即使78岁高龄，科斯特利茨仍痴迷于物理学研究。虽然年龄的增长让他越发感到力不从心，但科斯特利茨仍希望在退休前能探索更多物理未解之谜。

迈克尔·科斯特利茨参加第二届世界顶尖科学家论坛 图 | WLF

特约撰稿 蔡 骏
作者 冬青子
排版 杨 周
责任编辑 羽 华