崔琦：在霍爾電阻上多量出一級台階

關鍵詞：他把二維電子氣推進極端量子極限，多量出三分之一處的一級台階，撞見一種帶分數電荷的量子液體

崔琦，男，1939年2月28日生於河南寶豐縣肖旗鄉范莊村，美籍華人物理學家。1951年他隻身赴香港求學，1957年從培正中學畢業，1958年獲全額獎學金赴美國奧古斯塔納學院，主修數學，1961年入芝加哥大學物理系，1967年獲物理學博士學位。1968年至1982年在貝爾實驗室任技術部研究員，1982年起任普林斯頓大學電子工程系教授，現為該校榮休教授。1987年當選美國國家科學院院士，1992年當選台灣中央研究院第19屆院士，2000年6月當選中國科學院外籍院士，2004年當選美國國家工程院院士。1998年10月13日，瑞典皇家科學院宣佈他與霍斯特·施特默、羅伯特·勞克林共同獲得當年諾貝爾物理學獎。

1982年，美國新澤西州默里山。貝爾實驗室裏，一塊砷化鎵與砷化鎵鋁的異質結樣品被放進強磁場，溫度壓到接近絕對零度，磁場一圈圈加上去，直到接近30特斯拉。樣品裏那層二維電子氣，厚度只有幾個原子。崔琦和霍斯特·施特默盯着霍爾電阻的讀數。磁場掃過某一檔，曲線沒有沿着原來的台階走，而是又抬起來，停在一個新的平台上。

霍爾效應是1879年就有的老題目。電流沿一塊薄片走，外加一個垂直於薄片的磁場，電荷受偏轉，橫向就出現電壓。電壓除以電流，就是霍爾電阻。1980年，德國物理學家克勞斯·馮·克利青在同樣的低溫和強磁場裏發現，這個電阻不隨磁場連續變化，而是一級一級跳。每一級的高度，是h/e²除以一個整數，h是普朗克常數，e是電子電荷，h/e²約為25800歐姆。這個現象叫整數量子霍爾效應，馮·克利青因此獲得1985年諾貝爾物理學獎。

整數，就是1、2、3。崔琦他們多量出來的那一級，落在三分之一處，平台高度是3h/e²，約為77400歐姆，是克利青最高一級台階的三倍。1982年5月31日，《物理評論快報》第48卷刊出他們的論文，題目是《極端量子極限下的二維磁輸運》。論文寫得很克制，只提出這可能是維格納固體或三角對稱的電荷密度波。

解釋在一年內到來。羅伯特·勞克林算出，在強磁場裏，電子會先同磁場的磁通量子結合，每個電子抓住三個磁通量子，湊成一種不再相互排斥的複合粒子，然後凝聚成一種量子液體。這種液體不能壓縮，攪動一下，會生出帶分數電荷的準粒子，電荷恰好是電子電荷的三分之一。1998年10月13日，瑞典皇家科學院把當年的諾貝爾物理學獎授予三人，引文是：表彰他們發現了一種帶有分數電荷元激發的新型量子液體。

這條路的起點在河南。1939年2月28日，崔琦出生在寶豐縣肖旗鄉范莊村。他的童年記憶裏，是旱、澇和戰事，還有父母為他造出來的那些高興的時刻。父母都不識字。他在諾貝爾基金會刊出的生平自述裏寫：他們吃過不識字的苦，這苦讓他們下決心，不管付出什麼代價，都不讓孩子再走同一條路。

1951年初，父母抓住一個機會，把他送出村子去唸書。那年他12歲，一個人上路，去一個連父母和他都說不清有多遠的地方。到香港，他從六年級讀起，聽不懂粵語，上課心裏發慌。他後來記得更清楚的，是同學。有人主動來交朋友，把他拉進圈子，帶他去參加課外活動。

在香港的第二年，他考進培正中學。這所學校以理科見長，教師裏有一批從內地來的飽學之士。崔琦在自述裏說，戰亂把他們困在香港教中學，論教學法未必最好，但他們的見識和眼界點醒了學生。他寫道：是他們在不知不覺中，讓生活在極度商業化城市裏的我們，把目光越過美元符號，把探索人類知識的新邊疆看成一件在智識上值得投入的事。

1957年他中學畢業，考上台灣大學醫學系，最終沒有去。他留在香港，進政府為中文中學畢業生辦的特別班，準備報考香港大學。1958年春末，一封信從美國寄來，教會牧師的母校奧古斯塔納學院給了他全額獎學金。他主修數學，1961年進入芝加哥大學物理系。那幾年，楊振寧和李政道剛拿諾貝爾獎，又都出自芝加哥大學，是那一代中國學生的榜樣。

1968年，他進貝爾實驗室。半導體研究的主流是光學、能帶結構和器件應用，他一頭扎進當時還很冷門的二維電子物理。他在自述裏說，自己不適合龐大的實驗裝置，也不喜歡大場面，只想在桌面上做實驗，被允許動手擺弄。1982年，他轉到普林斯頓大學任教。

榮譽一件件跟上來。1984年，美國物理學會授予他奧利弗·巴克利凝聚態物理獎；1987年當選美國國家科學院院士；1992年當選台灣中央研究院第19屆院士；1998年獲美國富蘭克林學會本傑明·富蘭克林物理學獎章；2000年6月當選中國科學院外籍院士；2004年當選美國國家工程院院士。1999年12月9日，香港中文大學第55屆大會授予他榮譽理學博士學位，讚辭稱他在物理學和電子工程學方面成就卓著。

他對香港的記掛一直沒斷。1998年獲獎後，他在普林斯頓的家中接受《南華早報》採訪，說在香港那幾年留下非常美好、親切的回憶，自己的生活在美國已經很久，但仍覺得與香港很近。

2007年，他捐出35萬元人民幣，在范莊村建起崔琦希望小學。2014年4月22日，75歲的他帶着家人回到范莊，距他1951年離開已63年。他在舊居的茅屋裏坐了坐當年的圈椅，在院裏栽下一棵椿樹。見到兒時的夥伴，看到村裏的變化，他說：這是我過去從來想象不到的，是非常值得自豪的事情。

從1951年那個走出村子的12歲少年，到1998年10月13日斯德哥爾摩那間發佈廳，中間隔了47年。再到2014年4月22日他重新站進范莊的茅屋，又過去16年。（香港府右新聞·《時代風雲》欄目組）