让我们回顾一下过去。1879年美国物理学家霍尔发现霍尔效应，就是在磁场下材料的霍尔电阻随着磁场会线性增加的效应。加的磁场越大，电阻会越大，这叫霍尔效应，这是外加磁场造成的。如果我把这个材料换成一个磁性的材料，用材料本身产生的磁场也会产生霍尔效应，因为它行为不需要外加磁场，原理不一样，所以名字叫反常霍尔效应。这是霍尔在1年多里发现的两个重要的现象。到了1980年，100年后，德国物理学家在研究我们集成电路硅器件时发现了整数量子霍尔效应，这个效应再次展现了量子世界的奇特。1982年，把材料再换一下，换成砷化镓，就是做激光笔的半导体材料的时候，美国三个科学家发现了分数量子霍尔效应。1983年发现了拓扑物态，这是随着科学发展的另一个进展。1985年德国科学家克利青因为整数量子霍尔效应的发现获得了诺贝尔物理奖。1998年，三个美国物理学家，包括华人物理学家崔琦先生，因发现分数量子霍尔效应获得1998诺贝尔奖。大家更加熟悉石墨烯，石墨烯是2005年发现的，因半整数量子霍尔效应，发现者在2010获得诺贝尔奖。所以从霍尔效应到霍尔效应的量子化，不管是在硅中，砷化镓中还是石墨烯中，都因为这种奇特的量子效应而斩获诺贝尔奖。

　　刚才我讲的这里，涉及到一个基本的参量-物理量，就是磁场，只有加磁场才会出现这个平台，才会出现这个霍尔效应。这个磁场有多大呢，是非常的大，要10个特斯拉，要产生这个磁场的话，所需的仪器比人还高，造价几百万，所以要达到这个量子化需要非常昂贵的仪器。我再提醒一遍，刚才我讲的是霍尔电阻出现了量子化，但是欧姆电阻在量子霍尔态下等于零，欧姆电阻造成器件发热，如果处在量子霍尔态，欧姆电阻变成零的话，这不是开创了一个发展低能耗器件、未来信息技术非常好的方向吗？但是，由于昂贵的强磁场仪器很难把这个作为应用。你自然就问，刚才提到有反常霍尔效应，它是不需要磁场的，是靠材料本身磁场就能造成霍尔效应嘛，能不能实现反常霍尔效应的量子化？这个于2013年（也是这次获奖的重要内容之一），我们这个团队，在清华大学的团队和科学院物理研究所合作，加上与斯坦福大学张首晟教授合作，最后一起，经过133年以后在反常霍尔效应的量子化上做出了重大的实验发现。之所以我花比较长的时间解释量子霍尔效应神奇的地方，包括在这样一个神奇道路上一系列诺贝尔奖的产生，就是因为这太重要了。

　　2013年的时候，在座的都清楚，我们国家经过三十多年的改革开放，国家对科学的重视，像科学大奖的捐款人一样，国家对科学技术的投入增大，这才使得我们有科学利器，最后做出了这样一个成果。我这次获奖的重要内容是实现了量子反常霍尔效应，其实现经过了133年的历程。随着国家的科学发展、我们国家的强大，我们才走到了今天。从这个角度去看还是非常的不容易。

　　再说下去就是今年的诺贝尔物理奖。1983年提出拓扑相变和拓扑物态的理论，三位科学家获得了今年的诺贝尔物理奖。在今年诺奖评奖委员会内容介绍中，他们把我们的量子反常霍尔效应作为拓扑物质相最重要的发现写进去了。虽然我们做出的量子反常霍尔效应不是沿着当时理论框架做出来的，但是我们非常自豪，因为这次是作为最重要的拓扑物质相或者拓扑物质态写在了上面。这说明我们实验工作水平已经达到了这个地步，也可以说我们的实验发现大大推动了部分理论物理学家拿到了这个奖。

　　我们怎么做出的量子反常霍尔效应呢？这得益于我们国家的经济发展。2005年的时候，我们实验室已经有了非常好的技术条件，这时候，华人物理学家张首晟和其他美国物理学家，在我刚才提到的八十年代诺贝尔奖工作的基础上，他们直接把拓扑物质相的材料，通过另一个途径提出来了。当然，这是科学上一个巨大的跳跃，尽管他们今年是奖励给更早期的工作。这个图就是他们提出的拓扑绝缘体包括磁性拓扑绝缘体：