Simon Donaldson desarrolla en 1982-1983, en su tesis doctoral en Oxford, una nueva clase de invariantes para variedades diferenciables de dimensión 4, construidos a partir del estudio de los espacios de moduli de soluciones de las ecuaciones de Yang-Mills (teoría gauge), tomadas de la física teórica. El trabajo revela que existen variedades topológicamente idénticas en dimensión 4 que, sin embargo, no admiten la misma estructura diferenciable —un fenómeno que no ocurre en ninguna otra dimensión— y abre una conexión profunda y duradera entre la topología diferencial y la física matemática. Donaldson recibió el Fields Medal en 1986.