近日,24歲的中國科學(xué)家曹原,,又一次在朋友圈刷屏,!他分別以第一作者兼共同通訊作者、共同第一作者的身份在最新一期《自然》上連發(fā)兩篇石墨烯論文,。其實(shí),,早在2018年3月5日,《自然》就在網(wǎng)站連發(fā)兩篇以曹原為第一作者的重磅石墨烯論文,。曹原也因此成為在《自然》上以第一作者身份發(fā)表論文的最年輕中國學(xué)者,。2018年12月18日,《自然》雜志發(fā)布了2018年度科學(xué)人物,,位居榜首的正是曹原,。《自然》作為世界三大科學(xué)期刊之一,是評選諾貝爾獎,、競選院士,、展示大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)研究實(shí)力的重要依據(jù)。施一公第一次在《自然》發(fā)表論文是32歲,,潘建偉是27歲,。正因?yàn)槿绱耍S多國外科學(xué)報(bào)道將24歲的曹原稱為“中國潛在的最年輕的諾貝爾獎獲得者”,。《自然》雜志18日發(fā)布了2018年度科學(xué)人物,,位居榜首的是曹原(圖片來源:《自然》網(wǎng)站報(bào)道截圖)“95后”的曹原究竟有厲害?他的研究為什么會震動科學(xué)界,?石墨烯將對世界將有怎樣的影響,?曹原的同學(xué)介紹,,他從小就是個天才。
1996年,,曹原出生在成都,。11歲時,因?yàn)楫愑诔H说奶熨x,,他被選拔進(jìn)入深圳耀華實(shí)驗(yàn)小學(xué)超常班,。
能夠進(jìn)入這個班的,全校只有3位學(xué)生,,由曾在中科大任教超過20年的副校長朱源直接任教,。同時配備6位老師,,全程照顧曹原三人的學(xué)業(yè)。
在朱源的幫助下,,僅僅不到3年的時間,,曹原就完成了小學(xué)六年級、初中,、高中所有課程的學(xué)習(xí),。面對外界驚訝的目光,曹原不屑一顧地說:“我只是跳過了中學(xué)里一些無聊的東西,?!?/strong>如果不是年齡限制,曹原相信自己會更早參加高考,。14歲時,,他以高考669分的優(yōu)異成績被中科大少年班錄取。
中科大少年班創(chuàng)立于1978年,,最早由諾貝爾物理獎獲得者李政道先生提出,。1975年5月,李政道在回國訪問時發(fā)現(xiàn),,中國各行各業(yè)百廢待興,,科技人才嚴(yán)重?cái)鄼n,于是通過周總理向毛主席建議:“從全國選拔很少數(shù),,約十三四歲左右的,、有培養(yǎng)條件的少年,到大學(xué)去培訓(xùn)”,,培養(yǎng)一支“少而精的基礎(chǔ)科學(xué)工作隊(duì)伍”,。40年的時間里,少年班總共畢業(yè)1070名學(xué)生,,其中不乏多位享譽(yù)世界的科學(xué)家,。首屆78級張亞勤,曾任微軟副總裁,,現(xiàn)任百度總裁,;85級杜江峰,現(xiàn)為中科院院士,,并任中國科大物理學(xué)院執(zhí)行院長,、教授;98級陳宇翱,,80后的中國科大教授,,曾獲歐洲物理學(xué)會“菲涅爾獎”……進(jìn)入少年班,曹原并沒有被周圍優(yōu)異的同學(xué)掩蓋光芒,,他依舊卓爾不群,。別人要用一整年完成的科研項(xiàng)目,,曹原短短一個寒假就能完成,被評價為“天才中的天才”,。
曹原的大學(xué)老師丁澤軍教授,,因?yàn)橐髧?yán)格,被稱為“丁老怪”,,在國內(nèi)有著令人聞風(fēng)喪膽的“科研殺手”稱號,。
但在說起自己的學(xué)生曹原時,丁教授一反常態(tài),,稱他為一個“很聰明的家伙”,。中科大物理學(xué)院院長曾長淦更是對曹原“愛不釋手”。每每提到曹原,,他總激動地說:“這是在我實(shí)驗(yàn)室混過的娃,,當(dāng)時我覺得他太厲害了!”甚至在某些方面,,曾院長也承認(rèn),,自己指導(dǎo)不了曹原。
在中科大的四年,,曹原的科研能力得到培養(yǎng),。畢業(yè)后,他獲得中科大本科生最高榮譽(yù)——郭沫若獎學(xué)金,,前往世界排名前五的麻省理工大學(xué)攻讀博士學(xué)位,。面對如此光鮮的履歷,曹原卻并非像常人一樣滿意,,彼時年僅18歲的他略帶失望地說:“我沒什么特別的,,畢竟花了4年才本科畢業(yè)?!?/strong>盡管曹原對自己的表現(xiàn)不甚滿意,,但他的同學(xué)們一直對他“頂禮膜拜”,甚至毫不吝嗇地稱贊:“他就是中科大下一個莊小威,,實(shí)在太強(qiáng)了,,在中科大完全就是傳說級的人物?!?/strong>同學(xué)口中的莊小威,,是第一位獲得“麥克阿瑟天才獎”的華人科學(xué)家。從中科大少年班畢業(yè)后,,年僅29歲就進(jìn)入世界排名第一的哈佛大學(xué)擔(dān)任教授,。2015年,,成為中國科學(xué)院外籍院士,。
如今,,曹原的成就似乎已經(jīng)超過了莊小威。電力在傳輸時,,能源損耗很大,,約7%的能源是在傳輸過程中損失掉的。這是世界上所有能源公司一直頭疼的問題,。
1911年,,荷蘭物理學(xué)家卡末林·昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)了一種能夠?qū)㈦娮訐p失降到0的傳輸材質(zhì),命名為“超導(dǎo)體”,。因?yàn)檫@樣發(fā)現(xiàn),,昂內(nèi)斯榮獲諾貝爾獎。
但令人遺憾的是,,要想實(shí)現(xiàn)這種超導(dǎo)傳輸,,環(huán)境必須在冷卻至絕對零度(也就是零下273.15攝氏度)。這在現(xiàn)實(shí)世界中絕不可能,,因此這一科研成果無法付諸實(shí)踐,,能源公司依舊承擔(dān)巨額損失。 昂內(nèi)斯此后的107年,,科學(xué)界無數(shù)科學(xué)家前赴后繼,,一直希望研制出能夠在常溫條件下實(shí)現(xiàn)“超導(dǎo)”性能的材料,卻都以失敗告終,,直到中國科學(xué)家曹原的出現(xiàn),。 在攻讀博士期間,曹原發(fā)現(xiàn),,當(dāng)疊在一起的兩層石墨烯彼此之間發(fā)生輕微偏移的時候,,按照他的理論推測,材料會發(fā)生劇變,,有可能實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)體性能,。
但他的這一推測,卻引起了諸多物理學(xué)家的質(zhì)疑,,他們認(rèn)為這不過是一個20歲的小孩,,關(guān)于世界的美好幻想。真實(shí)的試驗(yàn)結(jié)果絕不像曹原想象的那樣簡單,。曹原沒有被外界質(zhì)疑的聲音擊退,,相反他仍舊堅(jiān)信自己的判斷。為此他日夜蹲守在實(shí)驗(yàn)室,,克服高溫,、極寒等多種極端困難條件,一次又一次為捍衛(wèi)自己的夢想,,努力付出,。
終于,,在一次實(shí)驗(yàn)中,曹原巧妙地將角度旋轉(zhuǎn)為1.1度時,,奇跡發(fā)生了,,置身特殊電場的兩層石墨烯,成為超導(dǎo)體,,電子在其間暢行無阻,,曹原終于向世界證明了自己!
欣喜若狂的曹原深知,,這將是一個改變世界的研究成果,。為此他小心謹(jǐn)慎,通過7個月的反復(fù)實(shí)驗(yàn),,最終在2018年3月份,,完成了全部實(shí)驗(yàn),打破了世界107年來超導(dǎo)體魔咒,! 隨后,,他將學(xué)術(shù)論文整理后,投給了《自然》雜志,。 《自然》雜志編輯收到論文后,,激動地都沒來得及排版,就將其中一篇文章提前發(fā)到了雜志網(wǎng)站上,,隨后通過另外一篇文章進(jìn)行評述,。
一經(jīng)刊登,曹原瞬間震撼了世界,!全球科學(xué)家都迫切地希望自己能在實(shí)驗(yàn)室中,,復(fù)制曹原創(chuàng)造的奇跡。一位哥倫比亞大學(xué)教授甚至激動的說:“曹原為我們打開了新世界的大門,,我們能做的太多了,。”
在曹原發(fā)表論文之后,,短短9個月,,石墨烯的初步商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)落地。以手機(jī)為例,,一旦安裝石墨烯電池,,手機(jī)的充電時間將被縮短為16分鐘的閃沖。
以此為基礎(chǔ),,曹原的發(fā)現(xiàn)將極大地促進(jìn)電子工業(yè)的發(fā)展,,在能源傳輸方面,將為全球能源行業(yè)省下數(shù)千億的成本!早在兩年前,,22歲時曹原就成為了年度世界最受關(guān)注的科學(xué)家。無數(shù)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)向他拋出橄欖枝,,甚至有大學(xué)愿意為他提供一份教授的職位。
曹原卻第一時間回到了自己的母校中科大,,在中科大少年班成立40周年紀(jì)念會上,,曹原說:“我是一個中國人,我學(xué)成以后要回到中國去,!”曹原能夠得到今天的成就,,離不開自己的天賦,更重要的是,,特殊的教育模式,。
因?yàn)楹茉缇驼宫F(xiàn)出天才的氣質(zhì),他的母校深圳耀華中學(xué)為他提供了靈活的教學(xué)機(jī)制,,實(shí)現(xiàn)個性化教學(xué),,因材施教。
曹原的父母為支持學(xué)校對曹原的智力開發(fā)方案,,在家中專門布置了一個屬于曹原的實(shí)驗(yàn)室,,為曹原提供最好的科研條件。
同時,,曹原一反書呆子的刻板印象,。他興趣廣泛,喜歡搗鼓計(jì)算機(jī),。年少時就經(jīng)常跑到深圳電子市場,,買來一大堆電子元件拆卸安裝,直到研究清楚其中的線路,,才肯罷休,。
曹原在麻省理工學(xué)院的導(dǎo)師說,曹原的內(nèi)心,,其實(shí)是個修補(bǔ)匠,,經(jīng)常用自制的照相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡拍攝夜空,相關(guān)的零件撒滿整間辦公室,,桌子上滿是被拆開的計(jì)算機(jī),。不僅智商超高,曹原的情商也異于常人,。不止一位老師在評價曹原時說到,,他們從未教過像曹原一樣高情商的少年。
高峰時不迷茫,低谷時不放棄,,只有20多歲,,曹原就擁有超越常人的冷靜心態(tài)。
在攻讀博士期間,,曹原因?yàn)榕c感興趣的項(xiàng)目失之交臂,,曾一度十分失望,打擊過后,,他很快調(diào)整過來,,繼續(xù)進(jìn)入到相關(guān)研究領(lǐng)域中。有次實(shí)驗(yàn),,曹原得到了一項(xiàng)意外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,,他激動不已。 隨后,,曹原花了整整6個月的時間,,每天徹夜不休地研究其中的原理,卻在最后發(fā)現(xiàn)那不過是實(shí)驗(yàn)中的巧合,。年少的曹原備受打擊,。但第二天,他又早早出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室,,說自己只能臥薪嘗膽,,繼續(xù)努力。也是憑借這樣百折不撓的堅(jiān)韌毅力,,曹原后來才成功發(fā)現(xiàn)常溫超導(dǎo)體,,一舉攻克世界百年難題。面對如潮水般涌來的鮮花和掌聲,,曹原沒有迷失自己,。他說自己喜歡天文,仰望星空時,,會安靜下來,。 浩瀚的宇宙,璀璨的星空,,讓曹原始終保持一種平和的心態(tài),。他時常告誡自己,在廣闊的宇宙面前,,再多起伏都不過是滄海一粟,。曾經(jīng),曹原不知道自己未來的科研生涯會走向何方,,但很明確的兩點(diǎn)是:第一,,他會繼續(xù)此前的研究,創(chuàng)造更多的奇跡;第二,,他會回到中國,。在每年的《自然》雜志封面中,都會有一期以巨型數(shù)字10占據(jù)核心位置,,表示共計(jì)10位科學(xué)家上榜的報(bào)道,。2018年的封面,圖片中數(shù)字“10”中的“0”被設(shè)計(jì)成正六邊形,,代表了曹原實(shí)驗(yàn)中石墨烯的碳環(huán)結(jié)構(gòu),。《自然》在這篇年度文章中介紹曹原為:“開創(chuàng)了一個全新研究領(lǐng)域的杰出科學(xué)家”。面對如此榮耀,,曹原說自己更多想起的是中學(xué)課堂上的一次實(shí)驗(yàn)。
彼時,,曹原的物理老師黃佳堂告訴他,,金屬的電阻率會隨溫度的降低而降低,當(dāng)溫度趨于絕對零度,,就會呈現(xiàn)一種超導(dǎo)狀態(tài),。如果誰能夠在常溫下發(fā)現(xiàn)這種材料,就可能顛覆世界,。
年少的曹原對此充滿了好奇,,在和同學(xué)商量以后,他上前請教老師,。但黃佳堂也不知該怎么回答他,,只能遺憾地告訴他:“這是你們這一代人需要研究的問題,研究出來了,,就能改變世界,。”
一屆屆學(xué)生中,,問這一問題的不在少數(shù),。而多年后,只有曹原憑借當(dāng)時強(qiáng)烈的好奇心,,真正做到了,。兩年前,22歲的曹原第一次轟動世界時,,他說:“更好的消息還在后面,,希望將更多的時間用來為中國科技創(chuàng)造更多的奇跡?!?/strong>曹原果然沒有讓我們等太久,,短短兩年之后,他又給這個世界新的驚喜!我們有理由相信,,這位年僅24歲的中國科學(xué)家,,將會為中國、為世界帶來更多真正硬核的科技創(chuàng)新,,成為真正的國之脊梁,!
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