常言道:「簡單的解決方案往往是最好的。」但當這句話出自一位諾貝爾獎得主之口,便別具說服力。
事實上,諾貝爾物理學獎得主、港大理學院物理學系講座教授安德烈.海姆爵士更進一步指出,最具顛覆性的科技革命,往往源於「敢於簡單的勇氣」。
海姆教授在港大的首場講座題為「通往石墨烯的隨機漫步」,正好讓我們有機會親睹他深入闡述這個觀點。講座於6月9日在李兆基會議中心大會堂舉行,吸引了約800位學術界、政界、業界代表及青年學生參與。海姆教授以其傳奇的科研生涯,深刻闡釋了如何憑著純粹的好奇心與擁抱未知的勇氣,締造出當代最突破的科學發現。
港大校長張翔教授致歡迎辭時表示:「海姆教授的科研歷程,證明了基礎研究的關鍵作用。基礎研究是知識轉化的基石;沒有基礎研究,知識轉化便無從談起,更遑論現今社會所推崇的創業精神與顛覆性技術。身為教育工作者,我們衷心期盼海姆教授的到來能啟迪下一代、激發他們對開創未來的深層思考。」
海姆教授在演講中坦誠地分享了頂尖科學發現背後的故事:「每當有人榮獲諾貝爾獎,大眾總想探尋背後的成功秘訣。我希望藉此機會,分享自己在學術界那段似乎無軌可循的歷程——這是一個由好奇心驅使、伴隨著無數次試錯,並幸運獲得命運眷顧的故事。」
石墨烯曾被理論物理學界視為天方夜譚,因為科學界普遍認為這種不穩定的「奇蹟材料」,無法在我們的三維世界中獨立存在。過去很長一段時間,理論物理學界認為僅具單原子厚度的二維材料並不可能單獨存在,因為熱振動無可避免地會將其晶格結構震散。人類使用石墨已有近五百年歷史,然而,海姆教授卻從日常生活中那毫不起眼的鉛筆,看到了一個隱藏了五個世紀卻又近在眼前的科學發現。
2004年,海姆教授與其夥伴僅利用最平凡不過的黏貼用「膠帶」,便成功剝離出世上首個能穩定存在、僅有單原子厚度的二維碳薄片,將理論化為現實。
最令人驚歎的是,將世上第一種穩定二維材料分離出來的,並非耗資數十億元的粒子加速器,而是一片再普通不過的膠帶。海姆教授利用膠帶從石墨塊上剝離薄層,石墨正是普通鉛筆中的材料。他回想道:「簡單就是美——在這個實驗,我們用的就是一片簡單的膠帶。」
具體來說,海姆教授與團隊將碳原子排列成的「鐵絲網」六角晶格不斷削薄,從而揭示了一種完全超出預期的材料。結果證明,石墨烯比鑽石更堅硬,比銅更導電,並且是有史以來最薄的材料。這項顛覆性成就,為他們贏得了2010年諾貝爾物理學獎。
儘管這項發現為他帶來國際聲譽,海姆教授並不希望只被定型為「石墨烯之父」。他早已超越最初的突破,進入他所言的「石墨烯3.0」階段。如果說石墨烯是第一件工具,那麼海姆教授現在的工作重點,是打造整套工具箱。
「我們知道石墨烯並非孤例,它有許多兄弟姐妹。」他解釋道。海姆教授帶領團隊,證實不同材料的原子級薄層不僅能被單獨剝離,還能如「原子樂高積木」般重新堆疊,從而為材料科學開闢了全新維度。他的團隊正著手設計並創造出自然界中原本不存在、具備特定性能的「定制」新材料。
在港大,海姆教授將繼續發揮其「原子建築師」的獨特角色。他深信,人類正站在新一輪科技變革的起跑線上,其影響之深遠,不亞於人類祖先從石器時代跨入青銅時代的歷史性躍升。
海姆教授加入港大,體現了大學深耕源頭創新、引領前沿科技的長遠藍圖。港大將繼續匯聚全球頂尖科研智慧,成為引領人類未來的世界級大學。
許多出席講座的觀眾,尤其立志投身科研的年輕科學家們,對於能從諾貝爾獎得主身上獲得啟發感到無比振奮。現就讀科研專才啟導課程主修化學的港大學生宋子建表示:「他對自己的研究非常樂觀,充分感受到他對工作的熱愛;同時,他對研究方法也十分審慎,確保一切都符合研究倫理相關規範。我認為,這是我們每一位科學家都應該學習的心態。」
海姆教授給予港大年輕研究人員的忠告也非常簡單:影響最深遠的發現,不一定隱藏在種種複雜之下,卻往往就在眼前。他說:「只要抱持好奇心,問對問題,科學會帶給我們許多驚喜。」