下午最后一節課的英語課上，周泰林開始閉目養神。

不是他不想聽課，實在是英語課他沒有聽的必要，他現在的英語水平哪怕面對英語老師都不落下風。

上輩子的記憶讓周泰林獲得了巨大詞匯量和表達能力，但與此同時，也讓他痛失了揮灑汗水勤奮學習的機會，不得不說，實在是令人扼腕嘆息。

借著躲在后排閉目養神的機會，周泰林開始思考起了自己的課題。

既然要做量子自旋霍爾效應，他就準備從頭學起。

而要是從頭說起，那就不得不提到麥克斯韋了。

凡是學過物理的人一定都知道大名鼎鼎的麥克斯韋，麥克斯韋建立的電磁理論讓人類美美地用上了一百多年，連愛因斯坦也評價它“是牛頓以來，物理學最深刻和最富有成果的工作”。

麥克斯韋在他的《電磁學》卷二中這樣寫道：“作用在磁場中一個通電導體上的機械力，是作用在導體上，而不是電流上。在導線中流動的電流完全不受附近磁鐵的影響……”

當時，一個叫霍爾的無名小子，美國霍普金斯羅蘭教授的一個博士學生，對這句話產生了懷疑。因為霍爾的老師羅蘭，還有瑞典物理學家埃德隆教授，都明確地認為，在磁鐵的作用下導電體會產生移動，是因為有一個力作用在電流上。

麥克斯韋和埃德隆等的分歧，是在于到底有沒有力作用在“電流”上。這兒用的是“電流”而不是“電子”，是因為當時大家還不知道電子為何物，完全不清楚金屬的導電機制是由于其中自由電子的移動而造成的。而湯姆森發現電子還是在20年之后的1899年的事情。

霍爾在導師羅蘭教授的支持鼓勵下，經過了許多次實驗的失敗和教訓而楔而不舍，最后剛好在麥克斯韋去世前一星期，霍爾第一次正式確切地觀察到之后以他的名字命名的霍爾效應。他發現通過金箔片的電流在磁場里確實受到了磁場的作用，并因而產生了一個方向與電流和磁場都垂直的電壓，這個電壓之后被稱為霍爾電壓。

1880年，霍爾在研究磁性金屬的霍爾效應時，又發現了一種即使不加外磁場也可以觀測到的霍爾效應，這種零磁場中的霍爾效應后來被命名為反?；魻栃?

在這之后的140多年里，物理學家們對各種霍爾效應的研究一直連續不斷。特別是在上世紀80年代發現量子霍爾效應之后，更多霍爾效應的家族成員相繼被發現，成為凝聚態物理中的一大熱門課題。

直到2013年，水木大學的薛七坤教授聯合國內外團隊發現了量子反?；魻栃麄€霍爾效應大家族成員的探索才畫下圓滿的句號。

其實把“霍爾效應”當作固定賓語，按照“量子”，“自旋”，“反常”三個定語的排列，理論上一共有8種可能的組合：

1.霍爾效應 Hall effect

2.反?；魻栃?Anomalous Hall effect

3.自旋霍爾效應 Spin Hall effect

4.量子霍爾效應 Quantum Hall effect

5.量子反?；魻栃?Quantum Anomalous Hall effect

6.量子自旋霍爾效應 Quantum Spin Hall effect

7.反常自旋霍爾效應 Anomalous Spin Hall effect

8.量子自旋反?；魻栃?Quantum Anomalous Spin Hall effect

但是這八種組合，從物理意義上來說不一定都是“有道理的”，比如最后兩種。所以，霍爾效應大家族的成員一共有六位。

除去古早時期霍爾發現的兩種霍爾效應；再除去2001年尚未被發現的量子反?；魻栃?、量子自旋霍爾效應；光是量子霍爾效應這一項，在周泰林現在所處的時代就已經兩度摘得諾獎：1980年，德國科學家馮·克利青發現了“整數量子霍爾效應”，于1985年獲得諾貝爾物理學獎；1982年，美籍華裔物理學家崔琦、美國物理學家施特默等發現了“分數量子霍爾效應”，不久由美國物理學家勞弗林給出理論解釋，三人分享了1998年諾貝爾物理學獎。

如果再算上和半整數量子霍爾效應相關的石墨烯在2010年獲得諾貝爾物理學獎，那霍爾效應完全可以稱得上是一個獲得了3次諾貝爾獎的奇跡。

而周泰林準備研究的量子自旋霍爾效應，盡管在他重生前還沒有獲諾貝爾物理學獎，但說它是諾獎級別成果，這一點在學界毫無爭議。

可惜天妒英才，量子自旋霍爾效應的最重要研究者之一的張守成因為種種意外不幸逝世，實在是一件令人惋惜的事。

……

一節英語課轉瞬即過，周泰林腦海中觀看的霍爾效應相關內容勉強理解了三分之一。

回到家里，他找機會向老周提了幾個他不太清晰的問題，沒想到老周還真會，這讓他自己也不由得感慨連連。

果然術業有專攻，要是只靠自己摸索，在參考文獻不充足的情況下只怕幾個月都不一定理解得順暢。

周泰林也暗暗思索，看來搞學術，閉門造車是行不通的，還是得多交流呢……