两块完全一样的正方体铁块，把它俩贴在一起，为什么接触面不能融合，使成为一整个铁块？其实是想知道铁块内的铁原子是靠什么力凝聚在一起的，而贴在一起的光滑平坦的外表面之间为什么没有这种力。为什么固态铁不能像液态那样融合在一起。从凝聚态角度解答
很多固体物质为了保护自己，都会在表面形成氧化层，没有这个氧化层它们无法稳定存在于空气中。那些没法保护自己不被水氧进攻的物质，则在自然演变中逐渐消失，就像生物的优胜劣汰一样。

物质材料在地球水氧的长期侵蚀下，也存在优胜劣汰。只有极其稳定、惰性的材料，比如金、硅酸盐等，才能长期暴露于水氧之中。这就是所谓的量子达尔文主义。

在局域化的语境中，一个处在局域相的体系要想不被处于热化相的环境所破坏，它们之间需要一个periphery对其进行保护，就像发生森林火灾后需要首先砍出一条隔离带来控制火情一样。这一层periphery的作用正是尽可能隔绝环境对其的对称性破坏，它把固体物质保护起来形成了自己的封闭宇宙。

类似的现象还有很多，比如流体力学中的亲水疏水层、空气动力学中机翼的附面层、超流中液氦表面的爬行膜等等。

就像冰为什么光滑，是因为在温度刚降到0度以下时，冰的表面还会有一层微纳尺寸的薄水层。零下7度左右的冰是最滑的，然后会逐渐变得粗糙，也就是水层会随着温度降低变得越来越薄。

同样的道理，像铁这样的半活泼金属，它要稳定存在于空气中，必定需要表面氧化层的保护。只不过它的氧化没有像镁、铝那么剧烈，表面形成后就会迅速钝化，氧无法继续向内进攻。

也正因为氧化层的存在，氧与氧都带负电，相互排斥，所以让两块铁看起来像两个独立的实体，彼此靠近不会相熔。

事实上，有许多金属它们只要稍有靠近，就会迅速熔合在一起。比如一些液态金属，汞、镓之类的。把镓放到一瓶易拉罐旁边，镓会自觉地去进攻易拉罐，直到形变、爆裂。

同理，为什么焊接时要加松香，除了增加导热和表面张力，最重要就是为了去除表面氧化层，并且阻碍再氧化。

边缘效应，是凝聚态物理的一个至关重要的效应。当初，巴丁他们发明三极管的时候，就是因为巴丁想到了硅的表面会有一层二氧化硅绝缘层，所以传统的三明治结构并不工作。于是他让布莱顿做了一个金属的楔子，嵌进硅的内部，就形成了最初的三极管结构。

由此，研究表界面效应，就成为重要的研究方向。著名的量子霍尔效应，无论整数还是分数，都是是在界面上的二维电子气中发现的。现在的拓扑绝缘体，就是在研究边缘态。

早在这些效应没有发现以前，Anderson的那篇著名论文中就已经指出了这一点，他对于固体之所以成为固体，或者说固体为什么硬，提出了非常尖锐的问题。

固体这种自发破缺平移对称性的物质系统确实太奇怪了。只是因为我们恰巧生活在地球这样一个固态星球上，才会日用而不觉。举头看看茫茫宇宙，固体理应是稀缺的。

如果从局域化的角度，固体物质的存在本身，就是宏观量子效应存在的证明，它是环境筛选的结果，所以本质上还是量子达尔文主义。

关于固体表面的钝化，物理研究实际上是不够的，只不过大多数情况都很平庸，所以提不起大家的兴趣罢了。