
科学有时就是一场认真的游戏——从愚人节的胶带到诺贝尔奖
每年4月1日,全世界都在一本正经地开玩笑。科学家也不例外——只不过他们的“玩笑”,有时会变成改变世界的发现。比如,2004年的愚人节前后,英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)在实验室里玩了一个“胶带游戏”,结果撕出了21世纪最神奇的材料:石墨烯。
一、愚人节的“不正经”实验
海姆是个出了名的“科学顽童”。他曾经用磁铁让一只青蛙悬浮在半空,因此拿了“搞笑诺贝尔奖”——这个奖专门颁给“先让人笑,再让人思考”的研究。2004年春天,他和学生诺沃肖洛夫突发奇想:“既然铅笔芯(石墨)是一层层的碳原子,那我们能不能用胶带把它们一层层撕下来,直到只剩单层?”
于是,他们像小学生做手工一样,用普通透明胶带粘住石墨片,撕开,再粘,再撕……反复多次后,胶带上真的留下了薄到极致的碳层——只有一个原子厚(0.335纳米),却比钢铁还强韧,导电性比硅快100倍,几乎完全透明。“这简直是个愚人节玩笑!”海姆后来回忆道,“如果那天失败了,我们大概会说:‘嘿,只是个实验而已,别当真。’”
二、诺贝尔奖级别的“玩笑”
这个“胶带游戏”的成果,在2004年10月正式发表,震惊了整个科学界。石墨烯的发现不仅打破了“二维材料无法稳定存在”的理论预言,还开启了新材料革命的序幕:柔性电子屏——未来手机可能像纸一样折叠,全靠石墨烯的强度与柔韧:超快充电电池——石墨烯电极能让手机充电缩短到几分钟;太空电梯——科学家设想用石墨烯编织成缆绳,直通太空。
2010年,海姆和诺沃肖洛夫因此获得诺贝尔物理学奖。评审委员会的评价很幽默:“他们用最简陋的工具,做出了最前沿的发现。”
三、科学史上的“游戏精神”
其实,许多重大科学突破都始于“玩心”。例如,1928年,弗莱明(Alexander Fleming)因为懒得洗培养皿,偶然发现霉菌抑制了细菌生长,据此研发了青霉素;1895年,伦琴(Wilhelm Röntgen)摆弄阴极射线管时,意外看到自己手骨的影子,据此发现了X射线;1945年,工程师珀西·斯宾塞(Percy Spencer)发现口袋里的巧克力被雷达设备融化了,于是发明了微波加热技术,据此成功研发了世界上第一台微波炉(最初被称为“雷达炉”)。
海姆常说:“如果你在实验室里不觉得有趣,那很可能做不出好科学。”他的办公室里至今挂着那卷“诺贝尔胶带”,旁边写着一句话:“科学需要严谨,但有时候,它也是一场认真的游戏。”
四、愚人节的启示
每年愚人节,人们常用玩笑测试创意的边界,而科学家们的“玩笑”,往往在测试自然的边界。石墨烯的故事告诉我们:
1.好奇心比设备更重要:价值百万实验设备固然重要,但有时一卷3块钱胶带也能撕出诺贝尔奖。
2.失败不妨幽默以待:很多改变世界的发现,都始于科学家们“试试看,万一呢?”的轻松心态。
3.科学可以很欢乐:如果研究过程像玩游戏一样投入,突破可能就在下一个“愚人节”。
五、游戏精神的传承
如今,海姆实验室的那卷“诺贝尔胶带”已经成为科学精神的象征。每年愚人节,世界各地的实验室都会举办“疯狂实验日”——鼓励研究人员尝试那些看似荒谬却可能蕴含真理的想法。例如,剑桥大学的团队曾用乐高积木搭建显微镜,MIT的学生用棉花糖制作量子计算模型,东京大学的教授们尝试用章鱼的吸盘原理设计新型机器人。这些“游戏”中,有些确实只是愚人节的玩笑,但有些——就像当年的石墨烯实验一样——正在悄悄改变着我们的未来。
六、给每个好奇心的礼物
所以,当你下次用胶带粘东西时,不妨多撕两下;当你看到孩子们用吸管搭建“太空站”时,别急着说“别闹了”;当你在愚人节听到一个疯狂的想法时,先别急着否定——谁知道呢?
也许下一个石墨烯,就藏在某个孩子的橡皮泥里;也许下一个青霉素,正生长在某人忘记清洗的咖啡杯上;也许改变世界的下一个“玩笑”,就等着你在某个4月1日,带着游戏般的好奇心去发现。
毕竟,科学史上最伟大的发现,往往始于一句:“嘿,我们来试试这个好玩的主意吧!”
(图片来自网络,无商业目的,致谢!)
参考(略)
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