玩得了搞笑諾獎，拿得了真諾獎
之前，超模君講了
搞笑諾獎掃地僧格勞伯，
專注掃地二十年，
年過八旬終獲諾獎的故事。
這次，超模君要介紹的這個人，
同樣是經過搞笑諾獎的“洗禮”，
最終走上了真正的諾獎領獎臺。。。
他就是安德烈·海姆（Andre Geim），
世界上首位諾貝爾獎+搞笑諾獎雙料得主，
手執兩個諾貝爾物理學獎的男人啊！
話說，
相對於超模君之前介紹的那些大神，
海姆的前半生是在是太不顯眼了，
以至於超模君找不到任何一張
他還沒“紅”時的照片。。。
1958年，海姆出生在
俄羅斯索契市的一個猶太家庭，
以很正常的速度，
於1987年，在俄羅斯科學院
固態物理研究所獲得博士學位後，
海姆在科學院下屬的微電子技術研究所
找了一份臨時工，
成為一名普通的研究員。
在讀博期間，
海姆（跟著導師）進行的研究
都是那些“low到爆”的課題，
比如他的博士論文
《通過螺旋共振法研究金屬中運輸鬆弛的機制》，
這些在他開始博士生涯的十幾年前
就已經沒落了。
但是，
經歷了這些（痛苦）之後，
海姆也學到受益終身的東西，就是
“以後我的學生，我打死都不會
讓他們去研究那些已經死了很久的課題！”
深受其害啊。。。
在科學院的那份臨時工，
海姆也是異常艱辛，
用了整整一年的時間，
才與導師徹底脫離了學術上的關係。
後來便開始了“各地流浪”的生活。
海姆輾轉在英國諾丁漢大學、巴斯大學
以及丹麥哥本哈根大學之間，
主要的研究方向是介觀物理，
包括二維電子氣體，量子點接觸，
共振隧穿，量子霍爾效應等
如此頻繁換工作的海姆，
除了是想嘗試更多新的研究領域，
還有一個很重要的原因，就是：
賺的錢太少了，生活艱難，
大寫的窮啊！
終於在1994年，
此時已經發表了足夠多的優質論文，
以及參與了很多學術會議的海姆，
終於找到了一份正式工作：
荷蘭奈梅亨大學副教授，
而且還拿到了研究經費，
海姆表示：
終於可以愉快地做研（doù）究（bī）了！
很快，海姆就陷入磁懸浮的魔力當中。
在奈梅亨大學的實驗室裡，
有個強大的超導磁鐵，
能夠產生20特斯拉的磁場，
然而，當時海姆所進行的研究
介觀超導只需要極其微弱的磁場
（小於0.01特斯拉），
根本用不上如此高大上的儀器，
實驗室裡負責這些儀器的
研究員就更加用不上了。。。
研究員：
有這麼好的儀器跟這麼優秀的我們，
你竟然不用！
久而久之，
海姆看著這些（一臉幽怨的）研究員，
莫名感到有些愧疚，
覺得應該將這些強大的電磁鐵用起來。
而這儀器有一個很明顯的優勢：
它可以在常溫下工作，
不需要像其他超導磁鐵那樣
需要冷卻到液氦的溫度。
然而，這個在一般人看來，
根本不算優勢！
因為大部分的凝聚態實驗都是
需要在極低溫的環境下進行的。。。
2333333~
正當同事們都在苦惱的時候，
海姆偶然間靈光一現，
想起許多年前
一直以失敗告終的“磁化水”實驗，
想著：
“如果磁化水效應真的存在，
那麼20特斯拉的強磁場應該可以
產生比0.1特斯拉的普通永久磁鐵
明顯得多的效應。”
於是，在某個星期五的晚上，
海姆終於忍不住向實驗室潑水了！
只見他將水倒進了
實驗室正在產生巨大磁場的儀器裡。
結果，在場的所有人都震驚了，
包括那些一輩子都於磁場打交道的研究員，
還以為這是在搞什麼惡作劇！
因為，倒進儀器裡的水，
竟然沒有流出來，
而是懸在磁鐵的中心！
懸浮水滴背後的物理原理：水存在微弱的逆磁效應，如果在外加磁場強度為B的時候，水就能產生0.00001*B的磁場來抵抗它。
研究員們之所以震驚，是因為水的磁性要比磁鐵的磁性弱10億倍，竟然也抵消掉了水的重力。。。
海姆還用木棍去攪動這些水，
有時又改變一下磁場的強度，
看著這些水在磁場裡抖來抖去，
覺得有趣極了，
就這樣，玩了一個多小時。。。
在接下來的幾個月裡，
海姆像上癮了似的，
無論是誰出現在實驗室，
他都要親自展現一遍“磁懸浮水滴”。
再後來，
海姆直接將一隻青蛙丟了進去。。。
然後，
青蛙身不由己地“飛了起來”。。。
因為這隻青蛙，
海姆一炮而紅，
於2000年，
獲得了“搞笑諾貝爾物理學獎”，
並且在頒獎那天，
海姆非常興奮地去領獎了！
（搞笑諾獎可不是每個人都敢去領的）
例如：去年大眾汽車由於尾氣排放數據造假，獲得了搞笑諾貝爾化學獎。
頒獎詞：大眾公司總能 “通過自動化方式 ”， 成功解決汽車排放汙染問題。
在頒獎現場，海姆
一如既往地忍不住演示了一遍
青蛙如何飛行起來，
完事後還可以若無其事地回到田間吃蚊子。
這個實驗還被評為了
18年來“搞笑諾貝爾獎”
最受歡迎的十大成果之一，
現在，這一原理也被收入
國外一些大學的物理課本中。
有了第一次，就會有第N次，
海姆繼續向其他動物“下手”，
他看著壁虎能夠飛簷走壁，
便模仿壁虎爪子的結構，
研究出了一種有著極小絨毛的材料，
這種材料僅是1cm²就能支撐1kg的重量。
後來，科學家們在海姆的基礎上，
研製出了名副其實的“壁虎手套”，
成功實現飛簷走壁。
超模君上面有提到，
被導師虐了好久的海姆，
如今為人師，
一不小心也走上了虐學生的道路。
自“磁懸浮水滴”之後，
在每個星期五的晚上，
海姆都莫名想要
做一些不符合常規的實驗。
正值海姆在研究石墨，
經過深入的文獻調研後，
海姆想要看看倘若製成了
僅有一層的石墨薄膜，
會不會又出現石墨奇蹟呢？
石墨的晶體結構：層與層間相鄰碳原子之間以範德華力（分子間作用力）相連，因此石墨片層之間容易滑動，石墨晶體容易裂成麟狀薄片。
於是，他就把一塊厚度約幾毫米，
直徑3釐米的人造石墨，
和一臺高級拋光機，
扔給了學生薑達，
讓他去把這塊石墨磨到最。。薄。。。
經過幾個月的打磨，
姜達終於將石墨磨到了自己的極限，
心滿意足地將成果交給導師海姆。
然而，海姆拿著顯微鏡看完之後，
非常不滿意：
“這也太厚了吧，足足有10微米！”
這時，一位同事剛好在擺弄
已經扔到垃圾桶的膠帶，
海姆又是靈光一現，
立馬撿起一片膠帶，
用顯微鏡觀察，
發現膠帶上的石墨
竟然比姜達用拋光機磨了幾個月的都薄！！！
石墨是一種常用的STM（掃描隧道顯微鏡）基準樣品。而人們製作STM的樣品時，都是用膠帶把石墨表層撕掉，從而露出一個乾淨新鮮的表面來供STM掃描。
然而，用完的膠帶都直接扔垃圾桶了，從來沒有人觀察過膠帶上的石墨。。。
既然這樣，
實驗室的拋光機就等於報廢了，
海姆便開始每天拿著石墨、玩膠帶：
粘了又撕，撕了又粘。
然後，
只有一個原子厚度的石墨烯就出來了！
石墨烯（Graphene），又名“黑金”，既是最薄的材料，也是最強韌的材料，斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、強度最高的材料，如果用一塊麵積1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一隻一千克的貓。
石墨烯目前最有潛力的應用是成為硅的替代品，製造超微型晶體管，用來生產未來的超級計算機。
就這樣，海姆成為了
世界上第一個得到石墨烯的人。
其他一票科學家，
看著海姆用膠帶撕出來的石墨烯，
再看看自己實驗室那些精密的儀器，
內心還真是無比複雜啊。。。
而這項研究成果，
也直接讓海姆走上了
真正的諾貝爾領獎臺。
於2010年，由於率先做出石墨烯，
並測試了其物理性能
海姆被授予諾貝爾物理學獎。
儘管這幾年來，
很多人就在討論說石墨烯的研究
很可能是諾貝爾獎的大熱門，
但海姆還是從來都沒想過自己會得獎。
就算諾獎公佈的前一天，
他也毫不在意，繼續工作到深夜，
安心睡覺。
第二天起床後，
壓根兒沒想過自己會拿獎的海姆
就一臉懵逼地接受了諾獎的採訪。
不過，海姆還是很淡定的，
他說：
“其實，獲獎並沒有什麼，
我還是會繼續努力工作，
繼續平常生活，
繼續用玩遊戲的心態做研究。”
……
本文由超級數學建模整理編輯
相關推薦
