作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2010-10-8 13:35:46
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诺奖得主海姆、诺沃肖洛夫:寓科研于娱乐的人
 
2004年,物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫正在一张涂满铅笔笔迹的纸上,用透明胶带粘来粘去。
 
靠这种“粘取”,他们剥离出了石墨烯,随后发现,石墨烯原子所独具的、像一张铁丝网似的六角形阵列排列方式,有潜力成为比钢铁坚硬10倍、且导电时能量损失很小的新型材料。
 
2010年,诺贝尔物理学奖的至高荣誉由这两人——现任英国曼彻斯特大学教授的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,因“研究二维材料石墨烯的开创性实验”而共享。他们6年前制成的石墨烯已迅速成为物理学和材料学的热门话题,现在是世界上最薄的材料,仅有一个原子厚。在改良后,石墨烯致力于塑造低功率电子元件,如晶体管。相比之下,铜线和半导体都会产生电脑芯片75%的能量消耗,人们确定了石墨烯拥有留名史册的本事。
 
许多诺贝尔奖候选成果仍然在经受时间及后人检验,但石墨烯却在出现6年之内荣登宝座,评审委员会认为,它“有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破”,还将极大促进汽车、飞机和航天工业的发展。这个从铅笔芯中得来的发现,被看作最有可能改写未来世界电子产业的因素,而发现石墨烯的“伯乐”却认为,这世界还有更多令人惊奇的现象等待被挖掘呢。
 
安德烈·海姆:科学亦诙谐
 
今年到来的这座奖杯,其实并不是安德烈·海姆的第一个“诺贝尔奖”。
 
2000年,“搞笑诺贝尔物理学奖”授予了海姆和一个英国人迈克尔·贝瑞,他两人使用磁性克服了重力作用,使一只青蛙悬浮在半空中,并推测使用类似的方法可以克服一个人的重力作用,让他在半空中漂浮起来。这个发明被美国《大众机械》杂志评选为18年来“搞笑诺贝尔奖”最受欢迎的十大成果之一。
 
接着在下一年,海姆以自己养的宠物仓鼠为实验对象,写成了一篇关于磁悬浮的论文。
 
在2003年,安德烈·海姆又打定主意想模仿壁虎脚上的绒毛。这源于一种叫做“卡普顿”的物质。为此,他设计出了一种有着极小绒毛的材料,使其达到壁虎脚上绒毛的效果。将一平方厘米的“模拟壁虎脚绒毛材料”安在垂直平面上,居然可以支撑起一公斤的重量。
 
或许只有这样寓科研于娱乐的人,才能开辟出不同寻常的石墨烯发现之旅:当年,海姆和诺沃肖洛夫偶然意识到,他们可以强行将性状类似铅笔芯的石墨分离成较小的碎片,从碎片中剥离出较薄的石墨薄片,然后利用普通胶带粘住薄片的两侧,撕开胶带,在不断重复这一过程中得到越来越薄的石墨薄片,最后制成由一层碳原子构成的石墨烯。
 
该实验一个关键性设备就是——透明胶带。牛津大学物理学教授保罗·拉达埃利对这两人采用的如此简单研究方法感到惊讶:“在这个复杂的年代,有许多像超对撞机一样的设备,但他们居然成功地用透明胶带赢得诺贝尔奖。”
 
海姆接到获奖通知时也非常有戏剧性。在诺贝尔物理奖揭晓当天,主办方宣布获奖者并介绍成果之后,瑞典科学院的会议室内大屏幕显现出海姆一张笑意盈然的照片,当评审委员会现场电话连线海姆时,他正在电脑前回复一份邮件,得知自己摘得殊荣后十分震惊,因为全然忘了这是物理学奖揭晓的日子。
 
在当天接受媒体的电话采访中,海姆称前一天工作到晚9时,因为压根没想过能获奖,所以睡得非常踏实,“今天本打算继续工作,完成上星期没有写完的一篇论文”。当瑞典《每日新闻》记者问及这一天的接下来的时光如何安排时,海姆说还要回去工作,获奖后他也会“试着像以前一样生活”,因为自己不是因为获奖就会在余生停止前进的人。
 
评审委员会介绍称,把研究工作视为“游戏”,并在此过程中学习,是海姆及其团队拥有的特别之处。“还有大量令人惊奇的现象等待发现”,海姆说,“从一个研究课题跳到另一个课题会面临很多困难,但值得这样做。比起一辈子研究同一领域,寻找一些意想不到的东西更有意思”。
 
诺沃肖洛夫:“70后”的诺贝尔奖得主
 
本届诺贝尔物理学奖的另一得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫,1974年生于俄罗斯,亦是自1973年以来最年轻的物理学奖得主。
 
而细看诺沃肖洛夫的经历,会发现他与安德烈·海姆居然有许多共同之处。比如,都出生于俄罗斯,都是在俄罗斯开始各自的物理学研究生涯,都是先在荷兰做研究后定居英国,两人现在又同为英国曼彻斯特大学物理与天文学院教授。
 
其实,诺沃肖洛夫与海姆不但是多年的研究搭档,且曾为师徒:当年,海姆同时受聘于曼彻斯特大学和荷兰奈梅亨大学,而诺沃肖洛夫来奈梅亨大学攻读博士学位,成为海姆的一名博士生。正是在此期间,他开始了与海姆的合作研究,而在完成博士学业后,更追随海姆到英国曼彻斯特大学工作。
 
作为年长16岁的伙伴及曾经的导师,海姆这样评价他的学生:“许多人因为工作不努力而让我失望,但诺沃肖洛夫在工作上的努力从未让我失望。”诺沃肖洛夫亦称,他与老师海姆之间有着非常融洽的合作研究关系。
 
曾在荷兰与海姆共事的教授扬·凯斯·马安称,海姆的角色就像指挥者,而诺沃肖洛夫则是执行人,尽管海姆比诺沃肖洛夫更有经验,但“如果他们没有通力合作,不会赢得今日的诺贝尔奖”,更不会谱写出一段师生佳话。
 
据报道,就在老师海姆被访问的几个小时后,诺沃肖洛夫也接到电话采访,可这个视工作如生命的人却不愿放下手头实验,于是反问记者:“是不是我现在不停下实验,以后就没有机会接受采访了?”但当接到得奖通知时,诺沃肖洛夫同样惊喜交加,第一个想法就是奔到实验室告诉整个研究团队。
 
在英国时政周刊《新政治家》上,石墨烯被近期列举为最崭新的科学观念之一,并被视之为下一轮技术革命的冲锋号。但诺沃肖洛夫在谈及未来研究计划时,却说:“在我的生活里,石墨烯有点多……所以想在这个领域之外探索。”而他的搭档海姆亦表示不会去预测石墨烯的前景,自己则将致力于新的发明,现已投身另一课题研究。
 
伦敦国王学院材料研究组负责人马克·米奥多尼克说:“看到这两人获得诺贝尔奖时,每个科学家的脸上都会浮起笑容,因为这表明就算你把实验室弄得乱七八糟,照样也能拿诺贝尔奖。”
 
而英国诺丁汉大学物理学教授劳伦斯·伊夫斯这样总结海姆和诺沃肖洛夫的获奖:他们两人为世人展现应如何从事科研——以好奇心为动力,做自己认为有意思的工作,直至创造神奇。
 
相关专题:2010年诺贝尔奖
 
 
 
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