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谢选骏:科学是思想主权的产物
(博讯北京时间2015年2月23日 来稿)
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     《物理学家发现推动电子的新途径》指出:

    
    关于电子在电场中的运动,物理学家们有新的发现。下面是美国麻省理工大学的一篇报道:
    
    当电子在电场中的导电材料里运动时,会沿着阻力最小的路径──电场的方向──走。可是,美国麻省理工学院和英国曼彻斯特大学的物理学家们发现,当石墨烯片放在一块氮化硼二维材料上面时,电子垂直于电场移动,而不是顺着电埸方向运动。他们发现,当石墨烯片──二维纯碳的阵列──置于另一个氮化硼二维材料上面时,电子会垂直于电场运动,而不是沿着电场方向。即使没有磁场──感应电流的唯一已知方法──的影响,也会出现这种情况。
    
    麻省理工学院的Leonid Levitov教授说,更重要的是,两个独立的电子流在相反的方向流动,都垂直于电场,电荷互相抵消,形成“中性的不带电的电流”。Levitov说,这个电流相对于电场的角度可以精确地控制。他把它比作垂直尽风向航行的帆船,它的运动角度,可以通过调整帆的位置来控制。Levitov和他的合作者Andre Geim说,在栅极施加一分很小的电压,可改变该电流,使材料起晶体管的作用。“人们普遍认为,对于未来的硬件,用新的、非常规的方法来处理信息是关键。”Levitov说。 “这个信念一直是推动着近来的重要进展,尤其是自旋电子学”──这时,是电子的自旋携带信息,而不是他们的电荷。Levitov说,麻省理工学院和曼彻斯特的研究人员展示了用这种新材料做成的简单晶体管。
    
    “这个效应相当有趣,它击中我们在理解复杂的所谓拓扑材料方面情有独钟的地方。” Geim说。 “这是非常罕见的现象,它把材料科学,粒子物理,相对论和拓扑结构联接起来。”Levitov,Geim和他们的同事在实验中,把一块石墨烯置于一层氮化硼上面,形成一个六边形晶格结构,如同石墨。两种材料在一起形成超晶格,它相当于半导体。这个超晶格使电子获得意想不到的扭曲──Levitov把它描述为“一个内置的涡旋”,它们改变运动方向,犹如一个球自旋时的运动呈曲线轨迹。
    
    研究人员说,石墨烯中,电子表现得像无质量的相对论粒子。但是,观察到的效应,在粒子物理学中没有已知的同类现象,它加深了我们对宇宙如何运作的了解。这个效应是否可以用来减少电脑芯片消耗的能量,仍然是一个悬而未决的问题。这是早期发现。很清楚的是,有机会局部地减少能量变成热量造成的损耗,同时,这种系统的其他部分可以抵消这些收益。”Levitov说,“这是一个有待解决的有趣问题。”
    
    在技术层面上,这个发现会带来什么呢?
    
    当年杰克·基尔比发明集成电路时,人们对这项发明的影响的认识,只不过是把当时用分立元件做的各种数字电路做成集成电路,不曾想到今天在一块小小的芯片上可以整合那么多的功能,不曾想到会造就一个规模巨大的集成电路产业,也没有想到它对国民经济的影响竟然如此之大。
    
    这个事实告诉我们,人类预测未来的能力其实是很低的。将来会有什么科学发现,会做出什么技术发明,是无法预先知道的,也无法计划。所谓制定科学技术发展规划,是科学技术落后国家做的事,不过是罗列科学技术先进的国家做过的事。对于科学技术落后的国家,制定这种规划无疑是必要的。不过,需要创新的社会更要做的是,创造一个能够让人们充分发挥创造力、有利于科学技术发展的社会环境。这个,是可以规划的。
    
    关于麻省理工学院和曼彻斯特大学的物理学家们的这项发现的意义和影响,不是我们现在能够看得清楚的。至于在技术层面上它会带来什么,现在能想到的,只不过是能耗更小的新型晶体管和微芯片。一项科学发现,或者一项技术发明,对产业将产生什么影响,对国民经济将有什么影响,现在是看不清楚的。这并不重要,重要的是:开动脑子、广开思路,提出更多原创性的点子,落实到行动中,再产生更多新点子,再落实到行动中,坚持不懈地干下去 。人类社会,不就是这样从远古走过来的吗?
    
    ··················
    
    事实正是如此,人类的发展不过是误打误撞出来的,文明的前进往往也是盲目的,愿意的人命运领着走,不愿的人命运拖着走。人的思想之是思想主权的延伸产物。
    
    科学是思想主权的产物:仅仅由思想自由是不够的,还需要有思想主权!仅仅有言论自由是不够的,还需要有言论主权! [博讯来稿] (博讯 boxun.com)
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