「物理」“小本经营”的物理学
现代物理学研究基本上是一项“烧钱”的活 ， 动辄需要高精尖的技术设备 。 不过 ， 假如你以为离开“高精尖”就寸步难行 ， 那就错了 。 有时候 ， 一个简单朴素的小主意 ， 也可以漂亮地解决一些大难题 。
【「物理」“小本经营”的物理学】 搞笑和不搞笑的诺贝尔奖
1996年 ， 安德烈·海姆还是荷兰一所大学的一名教授 。 他日常的工作是研究超导体的磁性 ， 但他渴望去探索另一个更基本的问题：水能被磁化吗？
教科书上告诉我们：不能 。 但海姆对这个答案并不满意 。 他觉得这个问题即使前人已经试过 ， 也已是久远之前的事了；那个时候 ， 不论制造磁场的设备 ， 还是检测水分子是否被磁化的设备 ， 都很简陋 。 而现在 ， 这些技术都已有了长足的进步 ， 完全可以在新的条件下再做一次检验 。
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一个周五的晚上 ， 他把水倒入实验室里20特斯拉（强度是地磁场的40多万倍）的超导电磁铁中 ， 奇迹发生了：水在超导体产生的磁场中竟然悬浮了起来！这说明 ， 在一个足够强的磁场中 ， 水是可以被磁化的——你甚至可以用它来抵消重力 。 海姆后来演示了 ， 在超强磁场中 ， 如何让一只小青蛙依靠其体液的磁性悬浮起来 。 在一片哄堂大笑中 ， 他赢得了2000年的搞笑诺贝尔奖 。
然而 ， 笑到最后的却是海姆 。 2002年 ， 在另一个周五的晚上 ， 这一次是在英国的曼切斯特大学 ， 他做出了一项杰出的发现——石墨烯 。 这种材料是由单层的碳原子组成的 ， 有着无可比拟的导电、导热性能 。 起初 ， 海姆和他的同事想用传统办法把一层或几层石墨从一整块石墨中磨下来 ， 发现行不通 。 于是 ， 他们转而求助于普通的塑料胶带 ， 通过胶带把石墨一层层剥下来 ， 直至获得单层的石墨烯 。 鉴于石墨烯的广阔应用前景 ， 海姆和他的同事获得了2010年的诺贝尔物理学奖 。
乒乓球滑进大型强子对撞机
迄今世界上最强大的粒子粉碎机 ， 是坐落于瑞士日内瓦的大型强子对撞机 。 2012年 ， 它因发现了希格斯玻色子而举世瞩目 。 这是一架超级复杂又超级精确的庞然大物 。 用于碰撞的质子流在近乎真空的管道里穿行 ， 而且其运动轨迹被超导磁体的磁场弯曲成一个圆形 。 超导磁体则被冷却到仅比绝对零度高一点点 。
但冷却导致了金属管道的收缩 ， 如果所有管道都严丝合缝地连在一块 ， 很可能会导致断裂 。 为了抵消这种影响 ， 又能保证管道内的真空度 ， 一段跟另一段管道之间用类似手风琴上风箱的结构相连 。 但这又带来一个新问题：当成千上万段管道以这种方式相连之后 ， 有时会发现质子流在某段上被挡住过不去了 。 但如何知道故障发生在哪一段上呢？
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经过多少个日夜的苦思冥想之后 ， 有人想到一个漂亮的解决办法 。 一只乒乓球刚好可以塞进管道 ， 给它一个初速度 ， 它在没有空气阻力的真空管道内就会以平均几米每秒的速度稳定滑行；除非遇到障碍 ， 才会停下来 。 当它卡在哪里的时候 ， 就说明故障发生在哪一段上 。
最初 ， 科学家还打算在乒乓球上装个能发出无线电波的电子标签 ， 来标注它在管道内的位置 ， 但最后证明连这都是多余的：当球在管道内运动 ， 被障碍卡住时 ， 外面的人可以听到轻微的“咔嚓”声 。 于是 ， 只要让一人骑上自行车 ， 以跟乒乓球大致相等的速度追着球跑 ， 当听到“咔嚓”声时就停下来 ， 于是就知道了故障之所在 。 现在 ， 这个小技巧依然被欧洲核子中心的科学家用来检测对撞机管道是否畅通 。
秒表探测引力波
广义相对论预言 ， 当两颗致密的天体（如白矮星、中子星和黑洞） ， 彼此绕着对方转时 ， 就会以辐射引力波的形式损失能量 。 因为在广义相对论中 ， 引力被解释成空间的弯曲 ， 所以引力波就是空间本身的波动 。 但因为这些致密天体离我们通常都十分遥远 ， 其发射的引力波传播到地球上早已微乎其微 ， 所以我们至今没有直接探测到引力波 。
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