...22歲解世界難題,有望成最年輕諾獎得主,這位中國天才科學家牛!

2020-12-15 中國青年網

兩年讀完初高中課程,14歲時以理科總分669分考入「中科大」少年班,18歲到MIT攻讀電氣工程學博士……曹原永遠都是那個「別人家的孩子」!

|作者:二水

|編審:蘇睿

比「後浪」更兇猛的「巨浪」來了!

在最新一期發行的《自然》(Nature)雜誌中,一位來自中國的少年一次性連發兩篇論文,震驚科技界多位大佬,他就是畢業於中國科學技術大學(簡稱「中科大」)少年班、目前就讀於美國麻省理工學院(簡稱MIT)的「95後」博士生曹原。

早在2018年,曹原以第一作者身份在《自然》發表了兩篇石墨烯重磅論文,該雜誌當時稱他是「石墨烯駕馭者」。

時隔兩年之後,曹原再度在《自然》背靠背連發兩篇文章,介紹魔角石墨烯研究的新突破。其中一篇,曹原是第一作者兼共同通訊作者;另一篇,曹原為共同第一作者。

· 《自然》雜誌官網截圖

網友評論:這才是真正的「後浪」!

兩年讀完初高中課程,14歲時以理科總分669分考入「中科大」少年班,18歲到MIT攻讀電氣工程學博士……曹原永遠都是那個「別人家的孩子」!

「中國潛在的最年輕

諾貝爾獎獲得者」

《自然》創刊於1869年,不僅是集世界範圍內廣泛影響力和高含金量內容於一身的著名學術期刊,更是評選諾貝爾獎、競選院士、展示大學和科研機構研究實力的重要依據。

同時,該雜誌也以令人聞風喪膽的高達90%的斃稿率而聞名,相當於十位科學家一起投稿,僅有一人可能會被選中。能夠在《自然》發表論文,可以說是全世界每一個科技工作者的夢想。

因此,當22歲的曹原在《自然》連發兩篇論文時,不僅一戰成名,其論文成果更被形容為「一舉解決了困擾世界107年的難題」。

曹原的發現究竟有多重要,那就要從100多年前說起了。

在正常環境下,電力在傳輸時,約有7%的能源會在傳輸過程中損失,造成了極大的能源損耗。1911年,荷蘭物理學家昂內斯發現了一種能夠將電子能源損失降到0的傳輸材質,命名為「超導體」。兩年後,昂內斯獲得諾貝爾物理學獎。

· 昂內斯

但遺憾的是,唯有當周圍環境為絕對零度(零下273.15攝氏度)時,才可實現「超導體」傳輸,而這樣的環境在現實世界中是不可能的。為此,無數科學家、能源公司一直在尋找能夠在常溫條件下實現「超導體」性能的材料,卻都以失敗告終。

3年前,曹原推測,當疊在一起的兩層石墨烯彼此之間發生輕微偏移時,材料會發生劇變,有可能實現「超導體」性能。

但當時,他的推測引起了許多物理學家的質疑。他們認為這不過是一個年輕小孩對世界的美好幻想。

面對前輩們的質疑,曹原沒有退縮,堅信自己的判斷。為此,他日夜蹲守實驗室,反覆做實驗。

終於,曹原在一次實驗中發現,只要將兩層石墨烯,旋轉到特定的「魔法角度」(夾角為1.1度)疊加時,它們就可以在零阻力的情況下傳導電子,變為「超導體」了。

· 曹原的研究成果

這個實驗充分證明,曹原之前的想法是可行的。之後,他又用了7個月的時間反覆實驗,最終在2018年3月完成了全部實驗,並將其整理成學術論文投給了《自然》雜誌。

《自然》雜誌編輯收到論文後,都沒來得及排版,直接將其中一篇文章提前發到了雜誌網站上,隨後通過另外一篇文章進行評述。

· 《自然》雜誌官網截圖

曹原的論文一經刊發,震撼了整個科學界。

全球的科學家都迫切希望自己能在實驗室中複製曹原創造的奇蹟。一位哥倫比亞大學教授甚至激動地說:「曹原為我們打開了新世界的大門,我們能做的太多了。」

同年,在《自然》發布的「影響世界十大科學人物」中,當時年僅22歲的曹原位列榜首。他還被外媒稱為「中國潛在的最年輕諾貝爾獎獲得者」。

兩年讀完初中和高中

曹原能夠取得如此高的成就,離不開他的天賦。從小就天資聰穎的他,常常是老師剛說出題目就能回答出答案。

課餘時間,他還很喜歡讀科技類的課外書,會把每本書翻上好多遍。這也為他日後寬廣的知識面打下了很好的基礎。

此外,曹原的動手能力也很強,經常研究電子電路和化學實驗。

有一次,實驗中要用到價格很貴的硝酸銀,可曹原沒有錢買,就想到了用硝酸和媽媽的銀鐲子混合在一起,人工「合成」硝酸銀。

此事後來被校長知道,連說「這孩子是個好苗子,是個天才」。經校長特批,曹原和另外兩名同學組成了一個特殊三人班,由六名老師專門負責課業。

後來,曹原就一路開掛,別人都是初中三年、高中三年,他只用兩年時間就完成了初、高中的課程學習。

這事兒在當時引起了不小的轟動,人們對「天才」曹原十分好奇,更對他的學習方法很感興趣。

實際上,曹原看的教材和考試題目和初三、高三學生是一樣的。他自己認為,學習中重要的不是老師,也不是特別的教材與習題,而是自己願意鑽研學習的興趣。

有一次,物理老師在課堂上說,「要是誰能夠在常溫狀態下,發現一種『超導體』材料,很有可能顛覆整個世界」。課後,曹原就問老師這是什麼材料,老師說自己也不知道,「這就得靠你們這一代人去研究了!」

老師的話給曹原留下了深刻印象,更點燃了這個天才少年的物理夢想,看似平淡無奇的實驗竟然還能改變世界?

2010年,14歲的曹原以理科669分的高考總分考入「中科大」少年班學院,併入選嚴濟慈物理英才班。

在學霸雲集的「中科大」,少年班的學生們是一群在「學霸」之上的「學神」。

少年班創立於1978年,最早由諾貝爾物理獎獲得者李政道提出。在少年班成立的40多年時間裡,走出了1000多名畢業生,其中不乏多位享譽世界的科學家以及知名企業家。

作為少年班年齡較小的學生,曹原在「學神」之中如魚得水。他每天穿梭於各個教授的辦公室,向教授們請教問題。

「中科大」物理學院的丁澤軍教授,人送外號「丁老怪」。他因教學嚴謹苛刻著稱,是位「讓學生聞風喪膽的殺手」。可「丁老怪」唯獨對曹原這個小不點讚賞有加,誇他「是個聰明的傢伙,只用了一個寒假的時間,就完成一項研究成果」。

另一位物理學院教授曾長淦也對曹原「愛不釋手」,「這是在我實驗室混過的娃,只要把題目交給他就行,他一定能做出來」。

有時,曹原手上的實驗項目讓曾教授也感到力不從心,「雖然在實驗選題、方向與寫作上我可給他指導,但在技術細節上無法手把手教他」。

把教授都給難倒了,這樣的學生著實少見……

年少不輕狂

在「中科大」的四年,曹原如一塊海綿,汲取著知識。

臨畢業前,他獲得「中科大」本科生最高榮譽——郭沫若獎學金,也是該獎金的最年輕獲得者。之後,18歲的曹原前往世界排名前五的MIT攻讀博士學位。

在科研團隊中,曹原雖然年齡最小,卻有著成熟的一面。

他曾花6個月時間研究一份看起來會有突破性發現的數據,但最終發現,那不過是實驗設置中的巧合。得知結果後,他有些沮喪,大家以為他可能會因此消沉好幾天。結果,第二天一早,他又準時出現在實驗室,投入到新的研究中。

每當被實驗搞得身心疲憊時,曹原會通過自製天文望遠鏡望向浩瀚的宇宙、璀璨的星空,並告誡自己,在廣闊的宇宙面前,再多起伏都不過是滄海一粟。

· 曹原拍攝的照片。

曾經,曹原對自己的未來感到迷茫,但現在,他的目標很明確:第一,會繼續此前的研究,創造更多的奇蹟;第二,未來會回到中國。

他曾在一戰成名時說:「更好的消息還在後面,希望將來為中國科技創造更多的奇蹟!」

未來還很遙遠,曹原的人生道路才剛剛鋪展。這位年僅24歲的中國科學家將會為中國、為世界帶來更多真正硬核的科技創新,他也將成為新一代的國之脊梁。

(來源:環球人物)

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