常言道: “简单的解决方案往往是最好的。” 但当这句话出自一位诺贝尔奖得主之口,便别具说服力。
事实上,诺贝尔物理学奖得主、港大理学院物理学系讲座教授安德烈.海姆爵士更进一步指出,最具颠覆性的科技革命,往往源于 ‘敢于简单的勇气’ 。
海姆教授在港大的首场讲座题为 ‘通往石墨烯的随机漫步’ ,正好让我们有机会亲睹他深入阐述这个观点。讲座于6月9日在李兆基会议中心大会堂举行,吸引了约800位学术界、政界、业界代表及青年学生参与。海姆教授以其传奇的科研生涯,深刻阐释了如何凭着纯粹的好奇心与拥抱未知的勇气,缔造出当代最突破的科学发现。
港大校长张翔教授致欢迎辞时表示: “海姆教授的科研历程,证明了基础研究的关键作用。基础研究是知识转化的基石;没有基础研究,知识转化便无从谈起,更遑论现今社会所推崇的创业精神与颠覆性技术。身为教育工作者,我们衷心期盼海姆教授的到来能启迪下一代、激发他们对开创未来的深层思考。”
海姆教授在演讲中坦诚地分享了顶尖科学发现背后的故事: “每当有人荣获诺贝尔奖,大众总想探寻背后的成功秘诀。我希望借此机会,分享自己在学术界那段似乎无轨可循的历程——这是一个由好奇心驱使、伴随着无数次试错,并幸运获得命运眷顾的故事。”
石墨烯曾被理论物理学界视为天方夜谭,因为科学界普遍认为这种不稳定的 ‘奇迹材料’ ,无法在我们的三维世界中独立存在。过去很长一段时间,理论物理学界认为仅具单原子厚度的二维材料并不可能单独存在,因为热振动无可避免地会将其晶格结构震散。人类使用石墨已有近五百年历史,然而,海姆教授却从日常生活中那毫不起眼的铅笔,看到了一个隐藏了五个世纪却又近在眼前的科学发现。
2004年,海姆教授与其伙伴仅利用最平凡不过的黏贴用 ‘胶带’ ,便成功剥离出世上首个能稳定存在、仅有单原子厚度的二维碳薄片,将理论化为现实。
最令人惊叹的是,将世上第一种稳定二维材料分离出来的,并非耗资数十亿元的粒子加速器,而是一片再普通不过的胶带。海姆教授利用胶带从石墨块上剥离薄层,石墨正是普通铅笔中的材料。他回想道: “简单就是美——在这个实验,我们用的就是一片简单的胶带。”
具体来说,海姆教授与团队将碳原子排列成的 ‘铁丝网’ 六角晶格不断削薄,从而揭示了一种完全超出预期的材料。结果证明,石墨烯比钻石更坚硬,比铜更导电,并且是有史以来最薄的材料。这项颠覆性成就,为他们赢得了2010年诺贝尔物理学奖。
尽管这项发现为他带来国际声誉,海姆教授并不希望只被定型为 ‘石墨烯之父’ 。他早已超越最初的突破,进入他所言的 ‘石墨烯3.0’ 阶段。如果说石墨烯是第一件工具,那么海姆教授现在的工作重点,是打造整套工具箱。
“我们知道石墨烯并非孤例,它有许多兄弟姐妹。” 他解释道。海姆教授带领团队,证实不同材料的原子级薄层不仅能被单独剥离,还能如 ‘原子乐高积木’ 般重新堆叠,从而为材料科学开辟了全新维度。他的团队正着手设计并创造出自然界中原本不存在、具备特定性能的 ‘定制’ 新材料。
在港大,海姆教授将继续发挥其 ‘原子建筑师’ 的独特角色。他深信,人类正站在新一轮科技变革的起跑线上,其影响之深远,不亚于人类祖先从石器时代跨入青铜时代的历史性跃升。
海姆教授加入港大,体现了大学深耕源头创新、引领前沿科技的长远蓝图。港大将继续汇聚全球顶尖科研智慧,成为引领人类未来的世界级大学。
许多出席讲座的观众,尤其立志投身科研的年轻科学家们,对于能从诺贝尔奖得主身上获得启发感到无比振奋。现就读科研专才启导课程主修化学的港大学生宋子建表示: “他对自己的研究非常乐观,充分感受到他对工作的热爱;同时,他对研究方法也十分审慎,确保一切都符合研究伦理相关规范。我认为,这是我们每一位科学家都应该学习的心态。”
海姆教授给予港大年轻研究人员的忠告也非常简单:影响最深远的发现,不一定隐藏在种种复杂之下,却往往就在眼前。他说: “只要抱持好奇心,问对问题,科学会带给我们许多惊喜。”