根据热力学第二定律,宇宙中的任何物理过程,必然是从较大的能量状态渐减为较小的能量状态。例如,投掷一块石头到河里会产生涟漪,但这涟漪会逐渐变小,最终停止。一杯热咖啡摆久了必然变冷。任何事物无可避免都会分崩离析,换言之,任何事物的旅程只有一个方向:从有序走向无序。
但罗森鲍姆相信,事情未必绝对如此。根据他近年对无序系统的研究,某些物质在某些环境下会违背“熵法则”,也就是变得更加紧密而不是更分崩离析,亦即可以从无序走向有序。
有十年时间,罗森鲍姆和他在佛兰克研究所的学生一直对一小块氟化锂钬盐进行实验。在他的致冷机里放着那样一片玫瑰色结晶,它不比笔尖大,被包裹在两层铜线圈里。罗森鲍姆对自旋玻璃做过许多年实验以后,被这种地球上最自然的磁性物质所吸引。因为当它的内部结构被改变得面目全非,变成一种无序物质之后,最是适合用来研究无序状态。
氟化锂钬盐由钬结合氟和锂(周期表里的第一种金属元素)而成。结合出来的氟化锂钬盐是种高度有秩序的物质,每一个原子就像微型罗盘一样,全都指向北方。罗森鲍姆蓄意破坏盐块的结构,交代助手一次一点,挖掉里头许多的钬原子,改放入钇, 一种不具天然磁力的银色金属元素),最后得出奇怪的合成物,称为“四氟化钇锂钬”。
在除去合成物几乎所有的磁性成分后,罗森鲍姆创造出一种类似自旋玻璃的混乱状态,里头的原子全都各行其是。他透由非计划性的方式,创造出诡异的新台成物,灵活地操作类似钬这种元素所拥有的基本特性,这过程有点类似最终以物质来控制物质本身。靠着这种新的自旋玻璃台成物,罗森鲍姆几乎可以全凭喜好改变合成物的特性:让所有原子都指向同一个方向,或是以某种随机模式冷冻它们。
然而,罗森鲍姆的无所不能却碰到了限制:他无法使他的合成物遵守基本的热力法则。
不管他把致冷机温度降得多冷,里面的原子就是拒绝排列整齐,犹如一支不肯齐步走的军队。如果说罗森鲍姆对自旋玻璃来说是万能的上帝,那合成物就是不听话的亚当,倔强地拒绝遵守上帝设定的根本大法。
对这种奇怪现象同样好奇不已的是罗森鲍姆的女学生莎亚坦尼?高希——一位有明日之星架势的博士候选人。高希是印度裔,以一级荣誉学位毕业于剑桥大学,然后在一九九九年选择了罗森鲍姆的实验室进行博士研究。她几乎马上就得到了温策尔奖——这奖项是芝加哥大学物理系每年一度颁给最优秀的第一年教学研究助理。高希年仅二十三岁,一头浓密黑发,乍看性格腼腆,但科学才华却让同侪与老师惊艳,有本领把复杂的物理学观念讲解得清楚明白,让大学部的学生亦能理解。温策尔奖设立二十五年来,她是第二位获奖的女性。