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95后顶尖“后浪”曹原:14岁进中科大,18岁进麻省,曾公开表示学成后回归祖国

德先生 德先生 2021-12-04

五四青年节前夕,bilibili献给新一代的演讲”《后浪》在朋友圈刷屏,引发了广泛的大讨论。不少人疑惑,被寄予希望的后浪,到底是什么模样?其实,每个人理解的后浪都不一样,因为大海很广很阔,浪花很多。


接下来要介绍的这位,堪称后浪的典型代表,甚至被称为后浪中的惊涛骇浪也不为过。他就是中科大10级少年班校友、美国麻省理工学院博士生曹原,一位闪耀世界科学界的“95



时隔两年再度发表重磅Nature


就在《后浪》播出2天后的56日,曹原分别以第一作者兼共同作者、共同第一作者的身份在最新一期Nature上连发两篇论文,介绍魔角石墨烯研究的新突破。

 

这是两年内曹原第二次因石墨烯的重磅论文而震惊世界。2018年3月6日,年仅22岁的曹原就在Nature杂志以第一作者身份连发2篇论文介绍石墨烯超导现象的重大发现。这两篇论文阐述了将两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度时,就会产生以0电阻传输电子的神奇超导效应,这一发现轰动国际学界,直接开辟了凝聚态物理的一块全新研究领域。

此时距离发现超导体,已过去整整107年了。这位时年22岁的中国少年,凭借自己的科研发现,一举解决了困扰世界107年的难题。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。曹原的发现,未来可能将为世界能源行业节省数千亿美元的资金。

 

曹原也成为在Nature上以第一作者身份发表论文的最年轻中国学者。要知道,中国“量子之父”潘建伟,第一次在Nature上发表论文时是27岁;我国结构生物学领军人物的施一公,第一次在Nature上发表论文时是32岁。

 

而曹原登上Nature才仅仅22岁!还一次性当天就发表了两篇!在刚拿到这篇研究成果的论文时,Nature等不及排版,就先行在网站上刊出,并配以第三篇文章做评述,有网友评价:Nature应该为能刊发曹原团队的文章,而感到荣幸不已,甚至都已迫不及待了!

 

正因为如此,许多国外科学报道将曹原称为“中国潜在的最年轻的诺贝尔奖获得者”。

 

在曹原发表2篇Nature文章的同一年,Nature杂志发布的2018年度十大科学人物中,曹原位居榜首。


中科大少年班走出的天才少年


曹原从小就是许多人眼中的天才神通。1996年,曹原在素有”天府之国“美称的成都出生,在他三岁时,为了给孩子提供一个更好的发展平台,父母就举家搬迁到深圳。

 

深圳特有的浓烈电子氛围,让曹原自幼就对电子设备钟爱有加,经常跑去深圳的电子市场买上一大堆电子原件,回家拆了装,装了拆的去研究电子线路。

 

2007年,11岁曹原来到了深圳耀华实验学校就读。这所以“超常教育”闻名广东全省的学校,是一所专门培养“天才少年”的学校。

 

因为异于常人的天赋,他被选拔进入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。

 

在这里,曹原开启了天才之路。在之后的三年时间里,曹原用一年把小学的课程全部结束,又花了一年时间完成了初中学业,再用了一年时间,曹原小学同学还在读初中的时候,他就完成了所有高中课程,甚至还有一大半时间去完成各种实验。

 

在一次物理实验中,他的老师告诉他:如果有人能在常温状态下发明出一种超导材料,就可以颠覆整个世界。正是老师这段话,打开了曹原对物理认知的新大门,也打开了世界科技的新大门。

 

2010年,14岁的曹原参加高考,以理科成绩总分669分的高分考入了中科大少年班,并被学校特批送入了“严济慈物理英才班”。这个号称中国顶尖科学家摇篮的班级,留下的都是精英中的精英,曹原以少年的身份进入此班,让很多人惊讶。

 

进入少年班后的曹原继续保持着开挂人生,即便是有同学们的群雄环绕和老师们的魔鬼训练,曹原依旧力压群雄、独占鳌头。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”。

 


在本科导师、中科大物理学院院长曾长淦的指导下,曹原进行石墨烯超晶格等离激元的理论研究。他尝试从头开始编程,展现了超强的理论功底和计算机能力。曾长淦评价曹原,不无赞赏的说道:“虽然我的实验室出了很多郭沫若奖,但他在其中非常特殊,必有大成。”

 

在中国科学技术大学学习期间,曹原获得了在校师生的一致认可,经常被拿来与中科大少年班另一位传说级的人物庄小威做比较,这位首位获得“麦克阿瑟天才奖”的华人科学家,年仅29岁就进入哈佛大学担任教授。2015年,成为中国科学院外籍院士。

 

22岁时攻克物理学百年难题


2014年,曹原再次获得中科大最高荣誉奖:郭沫若奖学金。一年后,曹原完成了中科大的本科学业,凭借自己优秀的能力和卓越的天赋,被导师推荐至当时全球第一理工科大学——麻省理工学院攻读博士学位。

 

在麻省理工学院期间,曹原这位不到20岁的年轻人,在异国他乡受到了无数的白眼和冷嘲热讽,质疑声如海浪一样涌来,对这位年轻人产生了巨大压力。

 

但曹原无视这些质疑,而是一门心思地将全部精力投入到石墨超导技术的研究中,这位天之骄子废寝忘食的搞研究,只因为一件事:让石墨烯成为那个颠覆世界的超导材料。

 

早在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”。但是要想实现这种超导传输,环境必须在冷却至绝对零度,这在现实世界中绝不可能实现,电力传输仍面临着巨大损耗。

 

在麻省理工学院攻读博士期间,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。

 

为此他夜以继日地工作在实验室,克服高温、极寒等多种极端困难条件。2017年,他们的团队有了新的突破,在将两层石墨烯旋转到特定的“魔法角度”(1.1°)叠加时,就可以在零阻力的情况下传导电子,即刻显现超导特性。

 

但是曹原也遇到了瓶颈,因为这个所谓的“魔法角度”(1.1°)其实也可以称为几乎不可能达到的角度。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。

 

这一项困扰了全球科学家百年的世界难题,就在这一刻,被这位中国天才少年给破解了,他或许当时还不懂,他的这一成就,足可以称为世界物理学界单一领域的开拓者。

 

公开表示学成后回归祖国


在曹原随着他的研究成果声名鹊起之后,美国很多的顶尖高校和科研机构都向曹原抛出了橄榄枝,不仅许以教职和优厚的待遇,甚至愿意给他提供绿卡,希望他留在美国发展。

 

然而曹原做了什么呢?他在论文轰动世界后,第一时间回到母校中国科学技术大学,这份来之不易的殊荣,他选择和导师同学一起庆祝。

 

2018年刚好是中国科学技术大学成立40周年,在中科大少年班成立40周年纪念会上,面对全世界的赞誉和邀请,他只说了一句简单的话:“我是一个中国人,我学成以后要回到中国的。”在曹原心里,自己是中国人,自己的根在中国,学成之后报效祖国才是自己的理想。

 

毫无疑问,曹原是年轻一代中,最为出色的代表。今天站在世界科技的巅峰的他,并不满足于眼下,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。”






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