在可以把電腦裝進(jìn)小型背包甚至是揣進(jìn)口袋的今天，再回頭去看６０多年前的骨灰級(jí)電腦，一定免不了會(huì)被震撼一番。１９４６年的情人節(jié)，世界上第一臺(tái)通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)研制成功。這臺(tái)計(jì)算機(jī)占地面積１７０平方米，有３０多噸重，大約相當(dāng)于六只成年象，是個(gè)名副其實(shí)的龐然大物。另外還十分耗電，每開(kāi)機(jī)一次，它所在城區(qū)的電燈都會(huì)為之黯然失色。運(yùn)行過(guò)程中也問(wèn)題多多，幾乎每１５分鐘就可能燒掉一支真空管。
　　促使計(jì)算機(jī)以驚人的速度告別“巨人時(shí)代”的，是多種科技力量的共同作用。其中居功至偉的，是巨磁電阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)。正是這一發(fā)現(xiàn)，讓計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)（硬盤(pán)）發(fā)生了一場(chǎng)翻天覆地的瘦身革命，并且大大提高了存儲(chǔ)容量。就算是在１０年前，“電腦愛(ài)好者”們都會(huì)時(shí)常覺(jué)得硬盤(pán)很不夠用，存上幾集電視劇可能就會(huì)有負(fù)重感。現(xiàn)在，這已經(jīng)不是什么令人頭痛的問(wèn)題，甚至上百Ｇ的硬盤(pán)都已經(jīng)沒(méi)有炫耀資格了。
　　除此之外，Ｕ盤(pán)、ＭＰ３、數(shù)碼相機(jī)等許多與生活息息相關(guān)的產(chǎn)品，都是巨磁電阻效應(yīng)越來(lái)越被運(yùn)用到極致給我們帶來(lái)便利與享受。模樣方正、“肚量”很小的軟盤(pán)退出歷史舞臺(tái)便是一個(gè)典型例子。那時(shí)候的軟盤(pán)，大都只能用來(lái)拷貝、存儲(chǔ)一些文字資料，裝不下太大的東西，而如今，一個(gè)指頭大小的Ｕ盤(pán)的容量，就能輕易超過(guò)一疊厚厚的軟盤(pán)容量之總和，真正是個(gè)大肚量的小家伙，也難怪可以迅速把軟盤(pán)趕進(jìn)博物館。
　　被描繪得如此神通廣大的巨磁電阻效應(yīng)到底是什么呢？簡(jiǎn)而言之，巨磁電阻效應(yīng)指的是某些金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨外加磁場(chǎng)變化而變化的現(xiàn)象，是在一個(gè)巨磁電阻系統(tǒng)中，非常弱小的磁性變化就能導(dǎo)致巨大的電阻變化的特殊效應(yīng)。１９８８年，法國(guó)科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家彼得·格林貝格爾因分別獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了這個(gè)現(xiàn)象，而因此獲得了２００７年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。正因?yàn)橛辛怂麄兊陌l(fā)現(xiàn)，單位面積介質(zhì)存儲(chǔ)的信息量才得以大幅度提升。這一發(fā)現(xiàn)為人類所作出的貢獻(xiàn)有多大？看看你的硬盤(pán)存儲(chǔ)空間就知道了！
　　巨磁電阻效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)后，立即就震驚了科學(xué)界，因?yàn)樽杂?guó)著名科學(xué)家開(kāi)爾芬勛爵１８５７年第一次發(fā)現(xiàn)磁阻效應(yīng)起，此后的１００多年里還從未有人在實(shí)驗(yàn)室觀察到如此顯著的磁阻效應(yīng)。然而轟動(dòng)過(guò)后，一切歸于平靜，關(guān)于這一現(xiàn)象可能帶來(lái)的技術(shù)革命，并沒(méi)有引起足夠重視。因?yàn)樗麄冏畛醯膶?shí)驗(yàn)是在低溫強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行的，而所用材料也是實(shí)驗(yàn)室里一點(diǎn)點(diǎn)生成的，極為稀少和繁雜，很多人不看好這項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用。
　　直到幾年后的一天，曾于１９５４年研發(fā)出世界上第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)的國(guó)際商用機(jī)器公司才意識(shí)到巨磁電阻效應(yīng)可能蘊(yùn)藏著巨大商機(jī)，立即成立專門(mén)的研究小組著手研究。經(jīng)達(dá)數(shù)年的努力，進(jìn)行了３萬(wàn)多次試驗(yàn)，１９９７年，第一個(gè)基于巨磁電阻效應(yīng)的數(shù)據(jù)讀出頭問(wèn)世，并且很快就此引發(fā)了硬盤(pán)“大容量、小型化”的革命。如今，包括在筆記本電腦、微型音樂(lè)播放器等各類數(shù)碼電子產(chǎn)品中所裝備的大容量硬盤(pán)，基本都應(yīng)用了巨磁電阻效應(yīng)。
　　那么，巨磁電阻效應(yīng)又是怎么跟計(jì)算機(jī)聯(lián)系在一起的呢？
　　我們通常說(shuō)的硬盤(pán)（包括以前廣泛使用的軟盤(pán)），也被稱為磁盤(pán)，這是因?yàn)樵谟脖P(pán)中是利用磁介質(zhì)來(lái)存儲(chǔ)信息的。一般而言，在密封的硬盤(pán)內(nèi)腔中有若干個(gè)磁盤(pán)片，磁盤(pán)片的每個(gè)磁盤(pán)面都相應(yīng)有一個(gè)數(shù)據(jù)讀出頭。最早的磁頭是采用錳鐵磁體制成的，該類磁頭是通過(guò)電磁感應(yīng)的方式讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。然而，隨著信息技術(shù)發(fā)展對(duì)存儲(chǔ)容量的要求不斷提高，這類磁頭難以滿足實(shí)際需求。因?yàn)槭褂眠@種磁頭，磁電阻的變化僅為１％～２％，并且要求一定的強(qiáng)度的磁場(chǎng)，且磁道密度不能太大，否則根本沒(méi)辦法讀取數(shù)據(jù)。
　　如果想要制造容量越來(lái)越大、體積越來(lái)越小的硬盤(pán)，必須解決如何將弱小的磁信號(hào)變化放大為清晰的電信號(hào)的棘手問(wèn)題。這是因?yàn)?，?dāng)硬盤(pán)體積越來(lái)越小、容量卻越來(lái)越大的同時(shí)，勢(shì)必要求磁盤(pán)上每一個(gè)被劃分出來(lái)的獨(dú)立區(qū)域越來(lái)越小，這就導(dǎo)致了每個(gè)獨(dú)立區(qū)域所能記錄的磁信號(hào)也越來(lái)越弱。但是借助巨磁電阻效應(yīng)，就能夠制造出更加靈敏的數(shù)據(jù)讀出頭，將越來(lái)越弱的磁信號(hào)讀出來(lái)后因?yàn)殡娮璧木薮笞兓D(zhuǎn)換成為明顯的電流變化。
　　當(dāng)然，巨磁電阻效應(yīng)的運(yùn)用也會(huì)達(dá)到極限，也就是說(shuō)，基于這一原理，我們不可能無(wú)限制地既縮小存儲(chǔ)介質(zhì)的同時(shí)又?jǐn)U大存儲(chǔ)容量?？茖W(xué)家們普遍認(rèn)為，隨著新材料和新技術(shù)的快速發(fā)展，或許就在不久后的某一天，將會(huì)有另一場(chǎng)存儲(chǔ)革命發(fā)生，而這場(chǎng)革命，很有可能是靠電子自旋來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的自旋電子學(xué)。不過(guò)在新方法被找到和付諸實(shí)用之前，我們還是心滿意足地享受巨磁電阻所帶來(lái)的福祉吧。
　　編輯/梁宇清