伊瓦爾·賈埃弗,挪威物理學家,因成功地做出了量子物理學中的“隧道效應”,而獲得了諾貝爾物理學獎。

賈埃弗青年時代在挪威念大學,那時所有的老師都知道他是個特別的人物。比如10門功課,別人總還能選出一門兩門自己喜歡的,唯獨他什麼都不喜歡,統統全沒興趣。誰要有事找他,他肯定不是在台球房就是在棋牌室,成天樂此不疲,忘乎所以。為此他不再翻書,不再聽課,甚至常常忘了吃飯,就這樣混到期末、混到畢業,結果數學成績好不了,物理成績也不及格。就為這段歲月,當他獲獎後,報紙記者便廣泛宣揚,稱他是“一個物理、數學都幾乎不及格的台球和橋牌能手,居然獲得了諾貝爾獎!”

賈埃弗獲獎,是因為他成功地做出了量子物理學中的“隧道效應”,首先驗證了量子物理學的理論推測,其次是證實了巴庫理論的正確性。那麼,什麼又是“隧道效應”呢?簡單地說,就是用電子穿透一道極薄的隔牆而不損傷這道隔牆的實驗。按照常理,一件東西要穿過另一個物體,兩者總有一個會被損壞,但按量子物理學原理來講卻不這樣,在沒有“隧道”的薄金屬隔層上任電子穿越,就好像使隔牆產生了一個隧道,所以叫“隧道效應”。無疑,這是個高深的問題。賈埃弗既然如此厭倦學習,又怎麼會去做起這個實驗來的呢?這不是偶然的。那是1952年,賈埃弗混畢了業,開始找工作謀生。當時挪威住房緊張,他和妻子一道移居加拿大,在加拿大通用電氣公司找到一份差事。這時他才清醒地看到,在這兒,無論同事還是上司,從總經理到清潔工,沒有一個人有興趣和他聊橋牌、侃台球,別人都忙著自己的事,沒那閑工夫,而憑著賈埃弗在學校混得的那點本事,還不夠讓別人多看他兩眼!他的基礎太差了,自己的事情常弄出錯,同事瞧不起他,上司也沒有好臉色,結果弄得自己既孤立又沒趣,這才悔之不及。亡羊補牢,未為遲也,他決定從頭學起,努力追回損失掉的大好時光,憑真才實學贏得別人的尊重,並爭取幹出點像樣的事情來。恰好,公司開辦了一個工程和應用數學進修班,賈埃弗對妻子說:“趕緊趕緊,也許這是最後一個機會了,我得抓緊點!”就這樣,他從頭開始學習起來。在進修班,他越學越起勁,進步很快。當進修學習快結束時,他卻感到不滿足了,他想,自己已成了工程師,除工程和數學之外,還應該掌握足夠的物理知識才行。於是,進修班剛結束,他又到特洛伊的倫塞勒工業學院報了名繼續攻讀物理本科。這樣,他一邊在通用電氣公司實驗室工作,一邊又在讀書,視野擴大了,才開始接觸到一些高深的理論物理學問題,其中的隧道效應推論對他產生了吸引力,他立誌要用巧妙的實驗來實際地顯示“隧道效應”。

但這對賈埃弗來說確實太難了,因為他根本沒有做物理實驗的經驗,另外,要找一道薄得隻有十萬分之一到百萬分之一毫米厚的隔板來隔離兩個電極就更難上難了。用空氣隔離嗎?不行,這麼小的距離,一點微小的振動就可能造成電極之間的觸碰,從而引起短路。用有機薄膜做的絕緣紙嗎?不行,這麼薄的絕緣紙不易製造,即使造出來,也難免有細小破洞而影響絕緣效果。實驗好多次,統統失敗了。怎麼辦呢?賈埃費不灰心、氣餒,他和他的同伴弗希爾耐心地琢磨著,試驗著,幾個月後,他們終於找到了一個巧妙的方法。他用一台鍍膜機先給金屬片鍍上一層金屬薄膜,然後將這層金屬薄膜的表麵作短暫的氧化,使它形成極薄的一層絕緣層,然後再把這絕緣層鍍上一層金屬膜。這樣,兩層金屬膜之間便有了一層氧化物,它正好作為一道理想的絕緣隔板。經過測試,這個小玩藝兒非常合乎實驗要求。當他把一個電極接在了絕緣層一側的金屬膜上後,在絕緣層的另一側終於測得了隧道電流!實驗結果和理論推測完全一致!實驗成功了!賈埃弗高興得滿樓跑,他和費希爾將這個消息告訴了公司實驗室的所有人。人們驚奇地湧到賈埃弗的實驗室看他做出的奇跡,賈埃弗幹脆興致勃勃地在實驗室召開了一個小小的現場報告會,宣布他成功了。那些經驗豐富的物理學家們聽了賈埃弗的報告,都紛紛鼓起掌來。不過,也有人提醒他:要進一步證明測得的電流是隧道電流而不是漏電造成的,也許還得驗證才行。

第二天,賈埃弗從倫塞勒工業學院聽亨廷頓教授介紹庫柏理論,得知這個理論的核心就是“超導能隙”是否存在的問題。賈埃弗一聽,立即有了主意:如果真有超導能隙,那麼將用作隧道效應的夾層金屬膜的一側變成超導狀態不就成了嗎?而要獲得金屬膜的超導態,隻需將整個實驗置於液氦的低溫下進行就行了!這既能證明“超導能隙”又能驗證隧道電流,可謂一舉兩得!他禁不住拍拍腦門,高興得想跳起來。“可你用的製冷機從哪兒來呢?”費希爾問。賈埃弗不屑地一笑,馬上飛快地往樓道另一端跑去,邊跑邊喊著:“哈特!我來借你搞出的那個寶貝用一用!”哈特是同樓的一個科學家,他剛研製成功一台超低溫稀釋製冷機。借到製冷機,賈埃弗便往樓下跑,又去喊:“麥吉利,你那放大器能借我用用嗎?”實習研究員麥吉利問賈埃弗又要做什麼實驗了,賈埃弗把事情來由飛快地說了一遍。可麥吉利一聽就撇嘴,問他:“你知道能隙電壓有多大嗎?這個都不知道就打算做實驗,想得也太輕鬆了!”賈埃弗一愣,突然看見弗希爾在樓道對他打手勢,他用指頭一個勁地指剛從樓口經過的物理學家比恩和哈裏森。賈埃弗馬上就醒悟過來,一拍腦門,喊聲:“好的!”就追上去直喊:“比恩教授,哈裏森教授——”兩位教授正在交談,聽見賈埃弗喊,就停下來望著他。“啊啊,急死我啦!”賈埃弗趕上前向教授們說:“我有方法證實超導能隙了。”兩位教授睜大眼睛,表示難以置信。於是賈埃弗就像打機關槍一樣慌忙把他的想法講了一遍,沒等教授們發表評論就提出請求:“現在我隻想請你們幫我個小忙……”兩個教授相互看看,異口同聲地答應:“行啊!”“我想知道能隙電壓有多大?”賈埃弗說。教授們啞然失笑,“能隙電壓隻有幾毫伏。不過,”教授說,“事情也許沒那麼簡單。”賈埃弗沒管別人的勸阻,鼓動費希爾和自己堅持幹下去。結果,他隻用了一兩天就把借來的實驗設備安裝好了,並很快掌握了製冷技術。就這樣,他們順利地開始了實驗。實驗按預計的樣子一步步推進,可中途,實驗儀器得換一台。費希爾問賈埃弗怎麼辦,賈埃弗腦子果然很靈,他一下想起隔壁大樓裏就有一台他們需要的那種舊儀器,長年扔在那兒沒人用,已經很舊了。賈埃弗又一陣風似的跑去把那儀器弄了來,稍加打掃調試,就把它開動起來,使他們的實驗得以順利地完成。