克利钦昨在沪接受记者专访。 本报记者 沈湫莎摄
■本报记者 沈湫莎
俗话说,机会总是青睐有准备的人,但诺贝尔奖往往不按常理出牌。1985年的诺贝尔物理学奖只颁给了年仅42岁的克劳斯·冯·克利钦。昨天,在上海市科协、中科院上海技术物理研究所和上海大学的联合主办下,这位今年已经72岁的诺奖得主做客上海,不仅带来了一场“一米究竟有多长”的演讲,也分享了获得诺贝尔奖的诀窍,而秘诀就是:少谈奖,多干事。
独立而自由的研究
在获得诺贝尔奖的前一年,克利钦被选为德国马普学会固体研究所所长,这个致力于基础研究的非营利性组织对他的科研帮助很大。据克利钦介绍,马普学会的科研经费来自政府拨款和私人捐助,学术带头人可以自由选择研究课题,每6年由专家委员会进行一次评审。“至少从那以后,我不再为钱发愁,这对动辄几十年的基础研究至关重要。”
在人们的印象中,电阻取决于材料,在1980年的某一天,克利钦从某个半导体晶体实验中发现了一些奇怪的曲线,通过研究发现,这些曲线电阻是量子性的,其最小单位由两个物理常数——普朗克常数h和电子电荷e决定,这意味着电阻事实上是一个物理常数,这个发现被称为量子霍尔效应。
量子霍尔效应是当今正火热的纳米电子工程的起点,通过它可以研究比今天的微电子学小得多的半导体元件的电子特性。5年后,凭借着这一发现,克利钦独揽了当年的诺贝尔奖,这是他从来没有想到过的事。
“许多人问我获得诺贝尔奖需要哪些特质,我的经历很能说明问题,如果一开始你的研究就伴随着获奖的目的性,或许你一辈子都走不上这条路。”克利钦说。
重新定义计量单位
6个月前在法国召开的第25届国际计量大会上宣布,将用量子制重新定义与人们生活息息相关的基本单位,包括千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉,分别用于测量质量、时间、电流强度、温度、物质的量和发光强度。事实上,推动基本单位的“量子化”,正是克利钦的“爱好”之一。
“对单位的认识是人们理解这个世界的基础。”克利钦说,以前的基本单位并不是常量,比如密封在法国巴黎国际计量局(BIPM)三层玻璃罩内的国际千克原器质量就发生不明改变,随着对世界的探索越来越精确,不统一的单位容易导致科研悲剧,比如美国发射火星探测器失败,原因之一就是实行的英尺与国际通行的米制单位不统一。
基本单位改变对科研无疑意义重大。克利钦表示,将玻璃罩内的铂铱合金块替代为基于普朗克常数的固定值是人类对物理认识的一大进步,这意味着只要实验条件许可,科学家可以在世界任何地点精准复现“千克”。这些对于以精准为目标的实验物理学家来说,无疑都是重大利好消息。
让科学家做擅长的事
人到中年就登顶被誉为科学界珠穆朗玛峰的诺奖的克利钦也有烦恼,最大的困惑在于多了很多前来“咨询”的人,“人们总认为诺奖得主应该什么都懂,事实上,我不懂经济也不懂政治,对那些要我出谋划策的事常常无能为力。”克利钦说。
科学是个博大精深的领域,即便是诺贝尔奖得主,也只是在某一领域钻研得比较深,克利钦认为需要给科学家一个安静的环境,让他们更多从事自己想做的事,而不是被俗事缠绕。
现在,克利钦把更多的精力花在为年轻人创造良好的科研环境上,这正如当时他的导师为他所做的一样,他非常重视年轻人的独立思考能力,也深信全球的物理研究呈现令人欣喜的发展势头,包括中国的许多年轻学者更让他眼前一亮。比如清华大学薛其坤院士领衔的团队就发现了量子反常霍尔效应,翻开了这一领域的新篇章。
“许多人问我获得诺贝尔奖需要哪些特质?我的经历很能说明问题,如果一开始你的研究就伴随着获奖的目的性,或许你一辈子都走不上这条路。”——克利钦
仿佛打开了新世界的大门
■本报记者 沈湫莎
用网络热词“仿佛打开新世界的大门”来形容昨天的对话诺奖大师的讲座一点也不为过,即使是物理专业的学生,也并非完全听懂了这场报告,不过正如克利钦本人所说,他的研究方向会随着与不同地区学者的交流有所调整一样,这扇“新世界的大门”也让听众受益匪浅。
对中科院上海技物所物理学生李坤厚来说,这场演讲让他的思路“饶了一个弯”,以前他从没考虑过原来像米、千克、安培这样“用得顺手”的单位还有研究价值,现在他发现,单位中的学问还真不少。这也让他想到另一个问题,“以前我们总是致力于解决问题,却往往忽视了为什么要解决这个问题。”李坤厚说。跳出问题的本身来解决问题,有时会找到意想不到的角度。克利钦把自己的成功归结为“有不断想要搞清楚问题的好奇心”,这句话对电路与系统专业的学生郑天宇影响很大,他认为毕业、在科研院所找份工作是理所当然的事情,不过这位年长的科技工作者却说“如果做的是自己喜欢的事,就不仅仅是工作”。他也由衷地被克利钦几十年如一日从事最基础的科学研究所感动。
在了解了对一米长度的发展历史后,上海大学理学院研究生赵伟光展开了想象的翅膀,他认为人们对基本单位的定义实际上就是人类探索自然的过程。远古时期,人们用手掌的距离来定义长度,这是某个部落的标准;秦始皇统一度量衡后,单位变为某个国家的标准;如今单位也正经历着一场变革,量子制的单位事实上是以地球为标准的单位过渡到以宇宙为标准,这是与科学的发展历史相吻合的。
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