錢江晚報·小時新聞記者 章咪佳/文 通訊員 盧紹慶/攝
2016年秋天，2010年諾貝爾物理學獎得主安德烈·海姆教授正式受聘為浙江大學名譽教授。
【人物名片】
安德烈·海姆，2010年諾貝爾物理學獎得主，英國曼徹斯特大學科學家。1958年10月，他出生於俄羅斯西南部城市索契，先後在俄羅斯、荷蘭、丹麥、英國做過研究工作。在他的職業生涯中，發表了超過150篇的頂尖文章，其中很多都發表在自然和科學雜誌上。
這位被學界稱作「石墨烯教父」的俄裔教授，時年58周歲，那年在浙大作了一場學術報告。
海姆教授打扮低調：白襯衫、黑西褲、黑皮鞋，不過又不失時尚風度，白襯衫的門襟一邊和領子襯裡繡著一圈格子花紋，要知道現在娛樂圈帥哥們喜歡的白襯衣，也不過是這點心機。
當然，更有意思的是海姆教授給浙大師生作的那場演講，作為浙大120周年校慶之學術大師大講堂系列講座之一，他的題目是：《Random Walk to Graphene（直譯是：漫步至石墨烯》。意譯過來，用中國詩人陶淵明的詩句再合適不過：「採菊東籬下，悠然見南山。」
如果將來浙大學子成為海姆教授的學生，他會帶著濃重的俄語口音跟你說：「實驗看似漫不經心，但創新的點子卻不是漫無目的的。」聽聽他講的三個故事，你就明白了。
【故事一】讓青蛙「飛」起來
海姆教授是至今所有的諾獎得主中，第一位、也是唯一一位同時獲得過搞笑諾獎和真正諾獎的雙料諾獎獲獎者。
搞笑諾獎以怪誕卻充滿科學意義的科學研究出名，海姆教授的獲獎項目叫「飛翔的青蛙」。這也是昨天他講的第一個「隨意」的實驗。
上世紀90年代，海姆曾經是荷蘭奈梅亨大學副教授。當時，他所在的實驗室最主要的設備優勢是強大的電磁鐵。
「這些龐然大物能夠產生20特斯拉的磁場，極其費電，我們只能在每天晚上電價便宜的時候用幾個小時。」
但有點尷尬的是，海姆團隊當時做的課題僅僅需要非常微弱的磁場（小於0.01特斯拉）。海姆說，「我覺得自己有責任找到一些可以利用到這些強大的電磁鐵的研究課題。」
海姆開始漫不經心地大量翻看文獻，無意中看到了傳說中的「磁化水」現象——據說，把一塊永久磁鐵放在熱水龍頭上可以防止水垢在水管裡的形成。
在某個周五的晚上，他把一點水倒進了實驗室正在產生巨大磁場的儀器裡。
「很顯然，沒有人曾經嘗試過做這樣傻的事情，雖然這種類似的儀器在世界上幾個實驗室裡已經存在了幾十年了。」
讓人極為驚訝的是：水並沒有從強磁鐵中流出來，水滴懸浮在磁鐵的中心，就像在太空中一樣。「這太神奇了！我們很快意識到這個現象背後的物理是我們熟悉的逆磁性。」水這麼微弱的逆磁效應，比鐵的磁性要弱10億倍，居然可以抵抗重力。
飛翔的青蛙（資料圖）來源：網絡
於是海姆樂此不疲地繼續往磁場裡頭「扔」東西，「有草莓、西紅柿……還有青蛙！」就是那隻著名的「飛翔的青蛙」。
「雖然它有些怪誕，但是這個實驗讓人們重新審視逆磁效應，我們不再認為它是一種微不足道的性質了。」
海姆教授說，直到現在，都會有年輕人跟他打招呼，「教授我認識你！不過不是因為石墨烯，而是因為懸浮青蛙。」
【故事二】星期五晚上的實驗
磁懸浮實驗如此有趣，讓海姆「上了癮」。
「它給我上了重要的一課，那就是嘗試和我的專業領域八竿子打不著的研究，有可能會產生非常有趣的結果，即使最初的想法可能是極其簡單的。這段經歷影響了我的研究風格。」從那以後，海姆開始做一些不合常規的實驗嘗試，並且稱它們為「星期五晚上的實驗」。
重要的是，這些實驗需要好幾個月的橫向思考，毫無明確目的地查閱不相關的文獻。「最終，你會找到一種感覺——注意是感覺而不是想法——你會感覺到什麼問題研究一下可能會很有趣。」
之後，海姆開始用這種橫向思考，來設計本科生和研究生的課題。學生們對於這種研究方式總是感到很興奮。
為了不影響學生們的正常學習和畢業，這些研究通常耗時不超過幾個月。雖然隨著每一次的失敗漸成事實，起初的熱情都會慢慢消退，但這些廣泛探索的研究經歷是他們人生中的無價之寶。
而讓人驚奇的是，有的時候失敗並未如期而至。
海姆講到的第二個實驗「壁虎膠帶」，就是這樣的一個例子。
一個偶然的機會，他讀到一篇文章，描述了壁虎超強的攀爬能力背後的原理，「壁虎腳趾上覆蓋著許多微細的絨毛，每一根絨毛能夠和它要攀爬的表面產生微弱的範德瓦爾斯力（10的負九次方牛頓量級），但是億萬根這樣的絨毛就足以產生巨大的吸引力，從而可以使得壁虎爬上任何物體表面，甚至玻璃天花板。」
海姆和朋友設計出了一種能夠模擬壁虎腳趾上絨毛的材料，他跟實驗室的學生們開玩笑說：「喏，你們拿去，可以當蜘蛛俠嘞！」
受啟發後的美國科學家發明的壁虎面板，能夠讓人成功攀爬上幾十米高的牆面。來源：網絡
不過，這種人造材料比不上壁虎的腳趾。經過幾次粘貼和分離之後，它的黏附力就完全消失了。「但是，這仍不失為一個重要的驗證性實驗，它啟發了其他人在這個領域中的深入研究。我們希望某一天人們能夠複製出像壁虎腳趾那樣的結構和具有自我清潔功能的膠帶。這樣這項研究就可以轉化成產品了。」
【故事三】一根膠帶撕出的諾獎
在大約15年的時間裡，海姆的「星期五晚上實驗」一共做了二三十個這樣的實驗，可以想見，大部分的都徹底失敗了。但他們有3個實驗成功了：磁懸浮、壁虎膠帶，以及後來為海姆和學生諾沃肖羅夫贏得諾獎的石墨烯實驗。
很多人知道「石墨烯教父」的傳說，是源於一段膠帶紙。海姆跟大家分享了膠帶紙撕出石墨烯的故事。
海姆先是建議學生用拋光機打磨人造高定向熱解石墨，想磨出一塊超薄的石墨烯來。磨了幾個月後，學生給了海姆一個玻璃盒子，底部躺著一塊小小的石墨片。「他說這已經是用拋光機能做到的薄膜的極限了。」可海姆用光學顯微鏡觀察了一下，估計它大約有10微米厚，「這太厚了」。
旁邊實驗室有一位來自烏克蘭的高級研究員奧列格，海姆告訴他：「我們正在做的事情，是要把一座山磨成一顆沙。」奧列格是掃描隧道顯微鏡方面的專家，他從自己的實驗室拿來了一根粘著石墨片的膠帶——據說這是他從一個垃圾桶裡翻出來的。
一般在實驗前，研究員都會用膠帶把石墨表層撕掉，從而露出乾淨新鮮的表面來供掃描隧道顯微鏡掃描，從來沒有人仔細看過扔掉的膠帶上有些什麼東西。海姆把歐列格的膠帶放在顯微鏡底下，發現有一些碎片遠比學生製作的那塊要薄。
此後，整個團隊加班加點在實驗室製備樣品，測量和分析數據，提煉出了石墨烯樣品，並搞清楚了它的電子學性質。2004年9月，他們的論文發表在《科學》上。6年後，海姆為此獲得了諾貝爾物理學獎。