最近,24岁的中国科学家曹原,又一次在朋友圈刷屏!伦敦时间5月6日,中科大10级少年班校友、美国麻省理工学院95后博士生曹原分别以第一作者兼共同通讯作者、共同第一作者的身份在最新一期《自然》上连发两篇石墨烯论文。而早在2018年3月5日,《自然》就在网站连发两篇以曹原为第一作者的重磅石墨烯论文。曹原也因此成为在《自然》上以第一作者身份发表论文的最年轻中国学者。2018年12月18日,《自然》杂志发布了2018年度科学人物,位居榜首的正是曹原。《自然》作为世界三大科学期刊之一,是评选诺贝尔奖、竞选院士、展示大学和科研机构研究实力的重要依据。施一公第一次在《自然》发表论文是32岁,潘建伟是27岁。正因为如此,许多国外科学报道将24岁的曹原称为“中国潜在的最年轻的诺贝尔奖获得者”。
《自然》杂志2018年度科学人物 位居榜首的是曹原
图片来源 / 《自然》网站报道截图
“95后”的曹原究竟有厉害?他的研究为什么会震动科学界?石墨烯将对世界将有怎样的影响?曹原的同学介绍,他从小就是个天才。
1996年,曹原出生在成都。11岁时,因为异于常人的天赋,他被选拔进入深圳耀华实验小学超常班。
能够进入这个班的,全校只有3位学生,由曾在中科大任教超过20年的副校长朱源直接任教。同时配备6位老师,全程照顾曹原三人的学业。
在朱源的帮助下,仅仅不到3年的时间,曹原就完成了小学六年级、初中、高中所有课程的学习。面对外界惊讶的目光,曹原不屑一顾地说:“我只是跳过了中学里一些无聊的东西。”如果不是年龄限制,曹原相信自己会更早参加高考。14岁时,他以高考669分的优异成绩被中科大少年班录取。
中科大少年班创立于1978年,最早由诺贝尔物理奖获得者李政道先生提出。1975年5月,李政道在回国访问时发现,中国各行各业百废待兴,科技人才严重断档,于是通过周总理向毛主席建议:“从全国选拔很少数,约十三四岁左右的、有培养条件的少年,到大学去培训”,培养一支“少而精的基础科学工作队伍”。40年的时间里,少年班总共毕业1070名学生,其中不乏多位享誉世界的科学家。首届78级张亚勤,曾任微软副总裁,现任百度总裁;85级杜江峰,现为中科院院士,并任中国科大物理学院执行院长、教授;98级陈宇翱,80后的中国科大教授,曾获欧洲物理学会“菲涅尔奖”……
进入少年班,曹原并没有被周围优异的同学掩盖光芒,他依旧卓尔不群。别人要用一整年完成的科研项目,曹原短短一个寒假就能完成,被评价为“天才中的天才”。
曹原的大学老师丁泽军教授,因为要求严格,被称为“丁老怪”,在国内有着令人闻风丧胆的“科研杀手”称号。
但在说起自己的学生曹原时,丁教授一反常态,称他为一个“很聪明的家伙”。中科大物理学院院长曾长淦更是对曹原“爱不释手”。每每提到曹原,他总激动地说:“这是在我实验室混过的娃,当时我觉得他太厉害了!”甚至在某些方面,曾院长也承认,自己指导不了曹原。
在中科大的四年,曹原的科研能力得到培养。毕业后,他获得中科大本科生最高荣誉——郭沫若奖学金,前往世界排名前五的麻省理工大学攻读博士学位。面对如此光鲜的履历,曹原却并非像常人一样满意,彼时年仅18岁的他略带失望地说:“我没什么特别的,毕竟花了4年才本科毕业。”
尽管曹原对自己的表现不甚满意,但他的同学们一直对他“顶礼膜拜”,甚至毫不吝啬地称赞:“他就是中科大下一个庄小威,实在太强了,在中科大完全就是传说级的人物。”同学口中的庄小威,是第一位获得“麦克阿瑟天才奖”的华人科学家。从中科大少年班毕业后,年仅29岁就进入世界排名第一的哈佛大学担任教授。2015年,成为中国科学院外籍院士。
如今,曹原的成就似乎已经超过了庄小威。
曹原 (左一)
电力在传输时,能源损耗很大,约7%的能源是在传输过程中损失掉的。这是世界上所有能源公司一直头疼的问题。
1911年,荷兰物理学家卡末林•昂内斯发现了一种能够将电子损失降到0的传输材质,命名为“超导体”。因为这样发现,昂内斯荣获诺贝尔奖。
但令人遗憾的是,要想实现这种超导传输,环境必须在冷却至绝对零度(也就是零下273.15摄氏度)。这在现实世界中绝不可能,因此这一科研成果无法付诸实践,能源公司依旧承担巨额损失。
昂内斯
此后的107年,科学界无数科学家前赴后继,一直希望研制出能够在常温条件下实现“超导”性能的材料,却都以失败告终,直到中国科学家曹原的出现。
在攻读博士期间,曹原发现,当叠在一起的两层石墨烯彼此之间发生轻微偏移的时候,按照他的理论推测,材料会发生剧变,有可能实现超导体性能。
但他的这一推测,却引起了诸多物理学家的质疑,他们认为这不过是一个20岁的小孩,关于世界的美好幻想。真实的试验结果绝不像曹原想象的那样简单。
双层石墨烯
曹原没有被外界质疑的声音击退,相反他仍旧坚信自己的判断。为此他日夜蹲守在实验室,克服高温、极寒等多种极端困难条件,一次又一次为捍卫自己的梦想,努力付出。
终于,在一次实验中,曹原巧妙地将角度旋转为1.1度时,奇迹发生了,置身特殊电场的两层石墨烯,成为超导体,电子在其间畅行无阻,曹原终于向世界证明了自己!
欣喜若狂的曹原深知,这将是一个改变世界的研究成果。为此他小心谨慎,通过7个月的反复实验,最终在2018年3月份,完成了全部实验,打破了世界107年来超导体魔咒!
《自然》杂志编辑收到论文后,激动地都没来得及排版,就将其中一篇文章提前发到了杂志网站上,随后通过另外一篇文章进行评述。
一经刊登,曹原瞬间震撼了世界!全球科学家都迫切地希望自己能在实验室中,复制曹原创造的奇迹。一位哥伦比亚大学教授甚至激动的说:“曹原为我们打开了新世界的大门,我们能做的太多了。”
在曹原发表论文之后,短短9个月,石墨烯的初步商业化应用已经落地。以手机为例,一旦安装石墨烯电池,手机的充电时间将被缩短为16分钟的闪冲。
以此为基础,曹原的发现将极大地促进电子工业的发展,在能源传输方面,将为全球能源行业省下数千亿的成本!2020年最新的两篇论文意义依旧重大!
早在两年前,22岁时曹原就成为了年度世界最受关注的科学家。无数大学和科研机构向他抛出橄榄枝,甚至有大学愿意为他提供一份教授的职位。
曹原却第一时间回到了自己的母校中科大,在中科大少年班成立40周年纪念会上,曹原说:“我是一个中国人,我学成以后要回到中国去!”曹原能够得到今天的成就,离不开自己的天赋,更重要的是,特殊的教育模式。
因为很早就展现出天才的气质,他的母校深圳耀华中学为他提供了灵活的教学机制,实现个性化教学,因材施教。
曹原的父母为支持学校对曹原的智力开发方案,在家中专门布置了一个属于曹原的实验室,为曹原提供最好的科研条件。
同时,曹原一反书呆子的刻板印象。他兴趣广泛,喜欢捣鼓计算机。年少时就经常跑到深圳电子市场,买来一大堆电子元件拆卸安装,直到研究清楚其中的线路,才肯罢休。
曹原在麻省理工学院的导师说,曹原的内心,其实是个修补匠,经常用自制的照相机和望远镜拍摄夜空,相关的零件撒满整间办公室,桌子上满是被拆开的计算机。不仅智商超高,曹原的情商也异于常人。不止一位老师在评价曹原时说到,他们从未教过像曹原一样高情商的少年。
高峰时不迷茫,低谷时不放弃,只有20多岁,曹原就拥有超越常人的冷静心态。
在攻读博士期间,曹原因为与感兴趣的项目失之交臂,曾一度十分失望,打击过后,他很快调整过来,继续进入到相关研究领域中。有次实验,曹原得到了一项意外的实验结果,他激动不已。
随后,曹原花了整整6个月的时间,每天彻夜不休地研究其中的原理,却在最后发现那不过是实验中的巧合。年少的曹原备受打击。但第二天,他又早早出现在实验室,说自己只能卧薪尝胆,继续努力。也是凭借这样百折不挠的坚韧毅力,曹原后来才成功发现常温超导体,一举攻克世界百年难题。
曹原摄影作品
面对如潮水般涌来的鲜花和掌声,曹原没有迷失自己。他说自己喜欢天文,仰望星空时,会安静下来。
浩瀚的宇宙,璀璨的星空,让曹原始终保持一种平和的心态。他时常告诫自己,在广阔的宇宙面前,再多起伏都不过是沧海一粟。曾经,曹原不知道自己未来的科研生涯会走向何方,但很明确的两点是:第一,他会继续此前的研究,创造更多的奇迹;第二,他会回到中国。在每年的《自然》杂志封面中,都会有一期以巨型数字10占据核心位置,表示共计10位科学家上榜的报道。2018年的封面,图片中数字“10”中的“0”被设计成正六边形,代表了曹原实验中石墨烯的碳环结构。《自然》在这篇年度文章中介绍曹原为:“开创了一个全新研究领域的杰出科学家”。面对如此荣耀,曹原说自己更多想起的是中学课堂上的一次实验。
彼时,曹原的物理老师黄佳堂告诉他,金属的电阻率会随温度的降低而降低,当温度趋于绝对零度,就会呈现一种超导状态。如果谁能够在常温下发现这种材料,就可能颠覆世界。
年少的曹原对此充满了好奇,在和同学商量以后,他上前请教老师。但黄佳堂也不知该怎么回答他,只能遗憾地告诉他:“这是你们这一代人需要研究的问题,研究出来了,就能改变世界。”
一届届学生中,问这一问题的不在少数。而多年后,只有曹原凭借当时强烈的好奇心,真正做到了。两年前,22岁的曹原第一次轰动世界时,他说:“更好的消息还在后面,希望将更多的时间用来为中国科技创造更多的奇迹。”曹原果然没有让我们等太久,短短两年之后,他又给这个世界新的惊喜!
我们有理由相信,这位年仅24岁的中国科学家,将会为中国、为世界带来更多真正硬核的科技创新,成为真正的国之脊梁!很多网友纷纷感叹自己连新闻都看不明白了(小编也默默地举起了手)......
但是这也丝毫不影响大家对这位天才少年的认可和赞美,纷纷称赞其“年少有为”“真后浪”:
来源:最人物、人民日报、科技日报、梨视频