不過，搞笑諾貝爾獎雖有其戲謔成份，但得主中不乏有創意的科學實驗設計。俄羅斯裔荷蘭物理學家安德烈·海姆，2000年因為“磁懸浮青蛙”而獲得搞笑諾貝爾獎，他當年還親自參加了頒獎典禮。2010年他以“在二維石墨烯材料的開創性實驗”而與其學生康斯坦丁·諾沃肖洛夫一同獲得了2010年諾貝爾物理學獎，從而成為迄今為止唯一一位“雙料諾貝爾獎得主”。
海姆先生與懸浮的青蛙
安德烈·海姆，1958年10月出生於俄羅斯西南部城市索契，但父母是德國人。1987年，他在俄羅斯科學院固體物理學研究院獲得博士學位，畢業後在俄羅斯科學院微電子技術研究院工作三年，之後在英國諾丁漢大學、巴斯大學和丹麥哥本哈根大學繼續他的研究工作，現任英國曼徹斯特大學教授。2017年11月，他還當選中國科學院外籍院士。
海姆先生是真正的至情至性之人，腦中裝載著豐富的知識同時又天馬行空妙趣橫生。他的研究論文語言通俗易懂，即使非專業人士也可以瀏覽閱讀。而他本人也有許多有趣的發明，看似與嚴肅的科學研究無關，卻又能給真正的科學發現帶來靈感。
“懸浮的青蛙”就是一個著名案例。2000年，“搞笑諾貝爾物理學獎”授予了海姆和一個英國人邁克爾·貝瑞，他倆使用磁性克服了重力作用，使一隻青蛙懸浮在半空中，並推測使用類似的方法可以克服一個人的重力作用，讓他在半空中漂浮起來。
這背後的科學依據是：反磁性物體會被磁場排斥。當場強足夠大時，斥力就可以平衡重力，物體就能在磁場中穩定懸浮。“懸浮的青蛙”實驗其實就是利用青蛙體內水的反磁性來讓青蛙懸浮的，在外加磁場中，青蛙體內的水錶現出很強的反磁性，讓青蛙懸浮。其實這個實驗的難點並不是如何讓青蛙懸浮，而是讓青蛙穩定、平衡地懸浮在磁場中，而不旋轉或偏出磁場而掉下來，這是需要很高的技術的，因為這需要在青蛙這個系統中使各種力量保持平衡，而不單單只是一種磁力的平衡。
“懸浮的青蛙”被美國《大眾機械》雜誌評選為18年來“搞笑諾貝爾獎”最受歡迎的十大成果之一。
星期五晚的實驗
或許只有這樣寓科研於娛樂的人，才能開闢出不同尋常的科學發現之旅。“懸浮的青蛙”實驗是如此的有趣，甚至讓人上了癮。從那以後，海姆先生開始嘗試一些不合常規的實驗，並且無端地稱它們為“星期五晚的實驗”。當然這個名字並不準確，它其實是意味著利用週末業餘時間來做。因為沒有什麼深入的研究工作可以在一個晚上完成，實際上，它需要好幾個月的橫向思考，毫無明確目的地查閱不相關的文獻。
2003年，海姆偶然讀到一篇文章描述了壁虎超強的攀爬能力背後的原理。壁虎的腳趾上覆蓋著許多微細的絨毛，每一根絨毛能夠和它要攀爬的表面產生微弱的範德瓦爾斯力（一種分子間的作用力），但是億萬根這樣的絨毛就足以產生巨大的吸引力，從而可以使得壁虎爬上任何物體表面，甚至玻璃的天花板。於是，他又打定主意想模仿壁虎腳上的絨毛。海姆設計出了一種有著極小絨毛的材料，使其達到壁虎腳上絨毛的效果。將1平方釐米的“模擬壁虎腳絨毛材料”安在垂直平面上，居然可以支撐起1千克的重量。
不幸的是，這種人造的材料比不上壁虎的腳趾，經過幾次粘貼和分離之後，它的黏附力就完全消失了。但是，這仍不失為一個重要的驗證性實驗，它啟發了更多人在這個領域中的深入研究。也許某一天，人們能夠複製出像壁虎腳趾那樣的結構和具有自我清潔功能的膠帶，這樣這項研究就可以轉化成產品了。
把研究視為遊戲卻得諾獎
“星期五晚實驗”在大約15年的時間裡一共做了二三十個奇奇怪怪的實驗，可以想見，大部分都徹底失敗了。但是有三個成功者：磁懸浮，壁虎膠帶以及石墨烯。其中最值得大書特書的就是石墨烯——它為安德烈·海姆及其學生康斯坦丁·諾沃肖洛夫贏得了2010年度諾貝爾物理學獎。
碳是最重要的元素之一，它有著獨特的性質，是所有地球生命的基礎。純碳能以截然不同的形式存在，可以是堅硬的鑽石，也可以是柔軟的石墨。2010年諾貝爾物理學獎所指向的，是碳的另一張奇妙臉孔：石墨烯。
想象有那麼一張單層的網，每一個網格都是一個完美的六邊形，每一個繩結都是一個碳原子。這張網只有一個原子那麼厚，可以說沒有高度、只有長寬，是二維而不是三維的。這就是石墨烯，它是二維的碳，人類已知的最薄材料，一種正為物理學和材料學帶來許多新發現的東西。
由於這種材料是從石墨中製取的，而且包含烯類物質的基本特徵——碳原子之間的雙鍵，所以稱為石墨烯。實際上石墨烯本來就存在於自然界，只是難以剝離出單層結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。層與層之間附著得很鬆散，容易滑動，使得石墨非常軟、容易剝落。
科學家在20世紀40年代就對類似石墨烯的結構進行過理論研究，但在此後很長時間裡，製取單層石墨烯的努力一直沒有成功，有人認為這樣的二維材料是不可能在常溫下穩定存在的。2004年10月，發表在美國《科學》雜誌上的一篇論文推翻了這種認知。在英國曼徹斯特大學工作的安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用普通膠帶完成了他們的“魔術”。
石墨烯的實驗，也是“星期五晚上實驗”中的一個。這個瘋狂實驗最初交給一位新來的中國博士生，他買了一大塊高定向裂解石墨，讓這位博士生在一臺很好的拋光機上研磨，越薄越好。三個星期後，博士生跑來說成功了。但實際上，獲得的石墨片仍然厚達10微米，相當於1000層。
海姆要求這個中國留學生再研磨得薄一點，但中國學生也沒辦法做到了，於是在這關鍵時刻打了退堂鼓。這時他們組裡的博士後康斯坦丁·諾沃肖洛夫在某個週五的閒聊中知道了這個事情，突發奇想，要用透明膠帶從石墨上粘下薄片，這樣的薄片仍然包含許多層石墨烯。但反覆粘上十到二十次之後，薄片就變得越來越薄，最終產生只有一層碳原子的石墨烯。最終他們就是用這樣一個很山寨的點子，製備出了世界上第一個二維的晶體物質。
這個實驗的一個關鍵性設備就是——透明膠帶。牛津大學物理學教授保羅·拉達埃利對這兩人採用的如此簡單研究方法感到驚訝：“在這個複雜的年代，有許多像超級對撞機一樣的設備，但他們居然成功地用透明膠帶贏得諾貝爾獎。”
石墨烯：前景光明的未來材料
石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義，它使一些此前只能紙上談兵的量子效應可以通過實驗來驗證，例如電子無視障礙、實現幽靈一般的穿越。但更令人感興趣的，是它那許多“極端”性質的應用前景。
石墨烯既是最薄的材料，也是最強韌的材料，斷裂強度比最好的鋼材還要高出百倍。同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。如果用一塊麵積1平方米的石墨烯做成吊床，可以承受一隻貓的重量，而吊床本身重量不足1毫克，只相當於貓的一根鬍鬚。
石墨烯的導電性比銅更好，導熱性遠超一切其他材料。它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常緻密，即使是氦原子——最小的氣體原子也無法穿透。
科學家認為，利用石墨烯製造晶體管，有可能最終替代現有的硅材料，成為未來的超高速計算機的基礎。晶體管的尺寸越小，其性能越好。硅材料在10納米的尺度上已開始不穩定，而石墨烯可以將晶體管尺寸極限向下拓展到1個分子大小。海姆和諾沃肖洛夫已於2008年製造出1個原子厚、10個原子寬的晶體管。
石墨烯還可用於製造透明的觸摸顯示屏、發光板和太陽能電池板。在塑料裡摻入百分之一的石墨烯，就能使塑料具備良好的導電性；加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。在此基礎上可以研製出薄、輕、拉伸性好和超強韌新型材料，用於製造汽車、飛機和衛星。由於具備完美結構，石墨烯還能用來製造超靈敏的感應器，即使是最輕微的汙染也能察覺。
再也沒有什麼比海姆和康斯坦丁的傳奇經歷更能詮釋研究與遊戲之間的“鴻溝”的了。以往，我們都覺得遊戲就是遊戲，研究就是研究，玩味和嚴肅無論如何也不能硬拼到一起的，可是現在，海姆和康斯坦丁卻向我們作了最強有力的反證：把遊戲的趣味融入到科學研究當中，不受任何拘謹地嘗試無數種可能，未必就出不了偉大成果。當年諾貝爾獎評審委員會在新聞公告裡還特意提到，把研究工作視為“遊戲”是海姆和康斯坦丁團隊的特點之一，“在過程中學習，誰知道或許有一天會中大獎”。
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