當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月6日上線的Nature雜志，因一位“天才少年”而格外受關(guān)注。

中科大10級少年班校友、美國麻省理工學(xué)院“95后”博士生曹原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Nature連發(fā)兩篇論文。

曹原曾因發(fā)現(xiàn)讓石墨烯實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的方法而被譽(yù)為“石墨烯的駕馭者”。他還登上了2018年Nature年度人物榜，并被一些報(bào)道稱為“中國潛在的最年輕的諾貝爾獎獲得者”。

那么，這位“天才中的天才”到底有多牛？

1、Nature同天刊發(fā)兩篇論文

倫敦時(shí)間5月6日，24歲的曹原與其博導(dǎo)Pablo Jarillo-Herrero背靠背連發(fā)兩篇Nature文章，介紹魔角石墨烯研究的新突破。

在第一篇Nature論文中，曹原等人致力于通過對扭轉(zhuǎn)角的控制，將魔角特性推廣到其他二維研究體系，以調(diào)諧和控制電子—電子相互作用的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)相似的物理行為。研究結(jié)果將為探索多平帶雙扭超晶格中扭角和電場控制的相關(guān)物質(zhì)相提供理論依據(jù)。

曹原為這篇論文的第一作者，并與導(dǎo)師共同為文章通訊作者。

需要指出的是，通訊作者通常由教授等課題組長擔(dān)任。曹原成為通訊作者，表明他是論文的主要創(chuàng)意貢獻(xiàn)者之一。

在另一篇Nature論文中，曹原與其他兩位作者并列文章第一作者。

在這項(xiàng)研究中，曹原等人致力于研究扭曲角的分布信息。他們以六方氮化硼（hBN）封裝的MATBG為研究對象，通過使用納米級針尖掃描超導(dǎo)量子干涉裝置（SQUID-on-tip）獲得處于量子霍爾態(tài)的朗道能級的斷層圖像，并繪制了局部θ變化圖。這項(xiàng)研究為相關(guān)物理現(xiàn)象的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用提供了指導(dǎo)。

網(wǎng)友評論：

這才是真正的“后浪"

2、不是第一次這么“?！?/strong>

雖然此次連發(fā)兩篇Nature引發(fā)廣泛關(guān)注，但對曹原來說并非難事。

2018年3月6日，Nature發(fā)表了兩篇以曹原為第一作者的石墨烯重磅論文。文章刊登后立即在整個(gè)物理學(xué)界引起巨大反響。一些報(bào)道稱其“一舉解決了困擾世界107年的難題”。

1911年，荷蘭物理學(xué)家卡末林·昂內(nèi)斯因發(fā)現(xiàn)一種能將電子損失降到0的傳輸材質(zhì)，即“超導(dǎo)體”，而獲得諾貝爾獎物理學(xué)獎。

超導(dǎo)體有助于大幅降低電力傳輸過程中的巨大能源損耗。但令人遺憾的是，要想實(shí)現(xiàn)這種傳輸條件，環(huán)境必須逼近絕對零度（零下273攝氏度）之下。

此后，無數(shù)科學(xué)家前赴后繼，希望研制出能在常溫條件下實(shí)現(xiàn)“超導(dǎo)體”性能的材料，但均以失敗告終。

直到中國科學(xué)家曹原的出現(xiàn)。

曹原 圖片來源：Nature

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(shí)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(gè)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。

雙層石墨烯

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，一次又一次的為捍衛(wèi)自己的夢想，努力付出。

終于，在一次實(shí)驗(yàn)中，曹原巧妙的將角度旋轉(zhuǎn)為1.1度時(shí)，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(gè)改變世界的研究成果。為此他小心謹(jǐn)慎，通過7個(gè)月的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，最終完成了全部實(shí)驗(yàn)，打破了世界107年來超導(dǎo)體魔咒！

曹原的貢獻(xiàn)在于發(fā)現(xiàn)了讓石墨烯實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的方法。具體而言，就是發(fā)現(xiàn)了當(dāng)兩層平行石墨烯堆成約1.1°的微妙角度（魔角）時(shí)，就會產(chǎn)生以0電阻傳輸電子的神奇超導(dǎo)效應(yīng)。

隨后，他將學(xué)術(shù)論文整理后，投給了《自然》雜志。

《自然》雜志

《自然》雜志編輯收到論文后，激動的都沒來得及排版，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)家都迫切的希望自己能在實(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?！?/p>

在曹原發(fā)表論文之后，短短9個(gè)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(shí)間將被縮短為16分鐘的閃沖。

曹原在2018年登上了Nature年度十大科學(xué)家之首，這是該雜志創(chuàng)刊149年歷史上年齡最小的入榜者。曹原也成了以“第一作者”身份在該雜志上發(fā)表論文的最年輕的中國學(xué)者。

Nature在年度文章中介紹他為：“開創(chuàng)了一個(gè)全新研究領(lǐng)域的杰出科學(xué)家”。

這些成績也讓曹原被寄予厚望。一些報(bào)道稱他“或?qū)⒊蔀樽钅贻p的諾貝爾獎獲得者”。

2020年1月13日，被譽(yù)為諾獎風(fēng)向標(biāo)的沃爾夫物理獎出爐。曹原導(dǎo)師Pablo Jarillo-Herrero因魔角石墨烯相關(guān)研究獲獎。

令人遺憾的是，既是實(shí)驗(yàn)論文第一作者、又是通訊作者的曹原卻與沃爾夫獎失之交臂。

3、“天才中的天才”

曹原是很多人眼中的天才。

1996年，曹原出生在成都。11歲時(shí)，因天賦秉異，他被選拔進(jìn)入深圳耀華實(shí)驗(yàn)小學(xué)超常班。該校主管超常教育的副校長為朱源，后者曾任教中科大少年班20余年。

在不到3年的時(shí)間里，曹原就完成了小學(xué)六年級、初中、高中所有課程學(xué)習(xí)。14歲時(shí)，曹原以669分的高考成績被中科大少年班錄取，并入選“嚴(yán)濟(jì)慈物理英才班”。

中科大少年班創(chuàng)立于1978年，是一種獨(dú)特的天才培養(yǎng)機(jī)制。40多年來，少年班共有1875名學(xué)生畢業(yè)，其中不乏多位享譽(yù)世界的科學(xué)家。

進(jìn)入少年班后，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(gè)寒假就能完成，被評價(jià)為“天才中的天才”。

曹原的大學(xué)老師丁澤軍因要求嚴(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(shí)，丁澤軍卻一反常態(tài)，稱其為一個(gè)“很聰明的家伙”。

本科期間，曹原勤于思考、善于鉆研，在Journal of Magnetism and Magnetic Materials和Physical Review B發(fā)表兩篇第一作者文章。

畢業(yè)后，曹原獲得中科大本科生最高榮譽(yù)——郭沫若獎學(xué)金，并前往麻省理工大學(xué)攻讀博士學(xué)位。

此后，也就有了接連兩次同天Nature連發(fā)兩文的故事。

如今，數(shù)百位世界級學(xué)者正在試圖拓展他的科研成果。一旦成果落地，將為世界能源行業(yè)節(jié)省數(shù)千億美元的資金。

這樣一位天才少年，在2018年接受《中國日報(bào)》海外版采訪時(shí)表示，并不覺得自己很特別，反而認(rèn)為項(xiàng)目里的每個(gè)人都非常聰明。

他也不覺得自己比普通大學(xué)生優(yōu)越。在接受采訪時(shí)，他曾說：“畢竟，我們都是人，有缺點(diǎn)，有情緒。”

據(jù)Nature報(bào)道，曹原曾與麻省理工學(xué)院的物理學(xué)研究生項(xiàng)目失之交臂。他最終通過電氣工程系進(jìn)入了Jarillo-Herrero課題組，繼續(xù)從事物理學(xué)研究。

對于博士開局階段的失望結(jié)果，曹原也滿不在乎。他當(dāng)時(shí)花了6個(gè)月研究一份看似令人激動的數(shù)據(jù)，最終卻發(fā)現(xiàn)那不過是實(shí)驗(yàn)設(shè)置中的巧合?！八婚_心，但他只是卷起袖子繼續(xù)干了?！盝arillo-Herrero說道。

如今，這位24歲的天才少年終于強(qiáng)勢歸來！

4、為什么是曹原

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(gè)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(gè)屬于曹原的實(shí)驗(yàn)室，為曹原提供最好的科研條件。

同時(shí)，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(shí)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，知道研究清楚其中的線路，才肯罷休。

這一點(diǎn)也得到來他在麻省理工學(xué)院導(dǎo)師的認(rèn)可。他說曹原的內(nèi)心，其實(shí)是個(gè)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。不只一位老師在評價(jià)曹原時(shí)說到，他們從未教過像曹原一樣高情商的少年。

高峰時(shí)不迷茫，低谷時(shí)不放棄，年僅22歲，曹原就擁有超越常人的冷靜心態(tài)。

在攻讀博士期間，他因?yàn)榕c之前感興趣的項(xiàng)目失之交臂，曹原一度陷入絕望。但很快調(diào)整過來之后，繼續(xù)進(jìn)入到相關(guān)研究領(lǐng)域中。

一次偶然的發(fā)現(xiàn)，曹原得到了一項(xiàng)意外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，曹原激動不已。

隨后，他花了整整6個(gè)月的時(shí)間，每天徹夜不休的研究其中的原理，卻在最后發(fā)現(xiàn)那不過是實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的巧合。

年少的曹原備受打擊。但第二天，他就又早早出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室，說自己只能臥薪嘗膽，繼續(xù)努力。

最終憑借堅(jiān)韌的毅力，成功發(fā)現(xiàn)常溫超導(dǎo)體，一舉攻克世界百年難題。

曹原攝影作品

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，仰望心空時(shí)，會安靜下來。

也正是浩瀚的宇宙，璀璨的星空，讓曹原始終保持一種平和的心態(tài)。

他時(shí)常告誡自己，在廣闊的宇宙面前，再多的起伏都不過是滄海一粟。

本文綜合自科學(xué)網(wǎng)（sciencenet-cas）《一天兩登Nature！95后“天才少年”曹原強(qiáng)勢歸來》記者馮麗妃，最人物（iiirenwu）《95后中國天才攻克百年難題，一夜震驚世界：這位“錦鯉少年”，正展現(xiàn)一場中國奇跡》，新浪微博網(wǎng)友評論

參考資料：

https://doi.org/10.1038/s41586-020-2255-3

https://doi.org/10.1038/s41586-020-2260-6

http://lswhw.ustc.edu.cn/index.php/index/info/3449

http://www.ecns.cn/news/2018-12-20/detail-ifzaxhck8714583.shtml

https://www.nature.com/immersive/d41586-018-07683-5/index.html