原標(biāo)題：提氣,！教授怒贊“怪物”的中國21歲博士在《自然》上連發(fā)兩篇“石墨烯”論文,！
來源：瞭望智庫（lD：zhczyj）
2018年3月5日,，國際頂尖期刊《自然》以背靠背的長文形式，在網(wǎng)站刊登了麻省理工學(xué)院Jarillo-Herrero教授課題組石墨烯超導(dǎo)的重大發(fā)現(xiàn),。此外,，網(wǎng)站還專門配上了賓夕法尼亞大學(xué)教授Eugene J。 Mele對這一重大突破的評(píng)述,。
特別值得關(guān)注的是,，這兩篇重磅論文的第一作者都是來自中國的21歲博士生曹原。
曹原,，本科畢業(yè)于著名的中科大少年班,，后赴美在麻省理工學(xué)院讀博士生，現(xiàn)在,，他又多了一重身份,，那就是——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。
今天,，小編就帶你來了解一下這位少年英才的開掛人生,，以及他做的研究有多厲害！
1
能在《自然》上發(fā)論文,，到底有多厲害,？
《自然》（Nature）
與《科學(xué)》（Science）、《細(xì)胞》（Cell）并稱
世界三大頂級(jí)科學(xué)期刊,。
其中,，《自然》與《科學(xué)》
以報(bào)道科學(xué)世界中的重大發(fā)現(xiàn)、重要突破為使命,，
是綜合性期刊,，
《細(xì)胞》則注重生命科學(xué)研究領(lǐng)域，
曾刊登過許多重大生命科學(xué)研究進(jìn)展,。
能夠在三大期刊上發(fā)文,，
是無數(shù)科學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)，
也是評(píng)選諾貝爾獎(jiǎng),、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)。
世界三大頂級(jí)科學(xué)期刊
不過,，
單是《自然》高達(dá)90%的斃稿率,，
就足以讓人望而生畏。
從全球范圍內(nèi)來看,，
有能力在三大期刊發(fā)表文章的,，
要么是世界頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室，
要么是世界頂級(jí)團(tuán)隊(duì),，
要么兩者兼具,。
這些頂級(jí)隊(duì)伍的專家教授,，
一邊爭分奪秒地做實(shí)驗(yàn)，
一邊密切盯著競爭對手的動(dòng)向,，
打開電腦第一件事就是,，
看三大期刊發(fā)表了哪些相關(guān)領(lǐng)域的論文，
如果沒有新的,，就可以松口氣,，
如果別人發(fā)表出來相關(guān)成果，
自己的研究差不多就前功盡棄了,！
曾在《科學(xué)》發(fā)表論文、
后被普林斯頓大學(xué)聘為終身教授的顏寧,，
有一句話叫“向死而生”,，
描述的就是這種狀況。
雖然近年來中國的科研實(shí)力突飛猛進(jìn),，
在三大雜志上的發(fā)文數(shù)量也有所增加,，
但對大多數(shù)專家學(xué)者而言，
在《自然》上發(fā)文章依然高不可攀,。
每年在《自然》上的發(fā)表數(shù)量也不超過20篇,。
庫叔有位博士朋友更是直言：
一位學(xué)者如果在《自然》上發(fā)表一篇論文，
就可以在國內(nèi)任何大學(xué)找到教職,；
發(fā)表兩篇,，
就有資格入選“青年千人計(jì)劃”，
或者在“211”,、“985”大學(xué)獲得正教授職位,。
這絲毫不夸張。
作為我國結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)軍人物的施一公,，
第一次在《自然》上發(fā)表論文
是在1999年,，當(dāng)時(shí)他32歲；
被稱為我國“量子之父”的潘建偉院士,，
27歲在《自然》上發(fā)表了第一篇論文,；
……
曹原在21歲的年紀(jì)，
就作為第一作者,，
一次性發(fā)表了兩篇,，
堪稱“神之操作”。
而且,，
《自然》等不及排版就先行在網(wǎng)站上刊出,，
并配以第三篇文章做評(píng)述，
可見其重視程度之深,。
2
重磅論文,，為超導(dǎo)體30年之尋打開新思路
引起如此轟動(dòng)的論文,，
究竟講了什么內(nèi)容？
原來,，
曹原及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),，
將兩層石墨烯疊加在一起，
當(dāng)轉(zhuǎn)角接近魔角（Magic angle）即1.1°,、
同時(shí)溫度環(huán)境達(dá)到1.7K（-271℃）時(shí),，
它們會(huì)表現(xiàn)出非常規(guī)超導(dǎo)電性，
其屬性與銅氧化物（其結(jié)構(gòu)往往難以調(diào)整）的高溫超導(dǎo)性類似,。
雙層石墨烯系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)
看到這里,，大部分人都表示：看不懂！
其實(shí),，要想理解這兩篇論文的意義所在,，
先要了解什么是超導(dǎo)電性。
1911年,，荷蘭物理學(xué)家?？恕た┝帧ぐ簝?nèi)斯等人發(fā)現(xiàn)
當(dāng)汞被冷卻至接近0K（-273℃）時(shí)，
電子可以通行無“阻”,。
他們將這個(gè)“零電阻狀態(tài)”稱為“超導(dǎo)電性”,。
具有超導(dǎo)電性的材料有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，
因?yàn)椋?/p>
一般材料在導(dǎo)電過程中會(huì)消耗大量能量,。
以傳輸電纜為例,，
從發(fā)電站到用戶的傳送過程中，
消耗損失的能量越小,，
經(jīng)濟(jì)效益越大,。
超導(dǎo)體的出現(xiàn)，
使傳輸過程中的能量損耗幾乎為零,。
不過,，
目前絕大多數(shù)超導(dǎo)體僅在接近0K（-273℃）溫度下工作，
維持低溫使超導(dǎo)體的應(yīng)用成本顯著提升,。
如果材料能在室溫下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo),，
就能避開昂貴的冷卻費(fèi)，
徹底改變能量傳輸,、醫(yī)療掃描儀和運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)領(lǐng)域的現(xiàn)狀,。
既然室溫超導(dǎo)效益這么好，
那找到合適的材料不就行了嗎,？
沒這么簡單,，
目前，材料達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)的最高溫度約為133K（-140oC）,，
這種材料就是銅氧化物,，
于20世紀(jì)80年代被發(fā)現(xiàn),。
30多年來，
在尋找室溫超導(dǎo)體的路上,，
銅氧化物一直是物理學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn),。
銅氧化合物高溫超導(dǎo)體的電子態(tài)相圖和典型晶體結(jié)構(gòu)
但是，上文也提到了
銅氧化物的結(jié)構(gòu)往往難以調(diào)整,，
所以,，很難通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的機(jī)制。
曹原及其團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)就是,，
在描述雙層石墨烯的電子密度與溫度關(guān)系時(shí),，
發(fā)現(xiàn)了與銅氧化物超導(dǎo)體相似的結(jié)果。
這為物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)銅氧化物超導(dǎo)機(jī)制
提供了一個(gè)前所未有的體系,，
也為尋找室溫下的超導(dǎo)材料提供了思路,。
研究的另一亮點(diǎn)在于，
僅用純碳基的石墨烯來實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)相,，
也是人們期待已久的。
因?yàn)槭┯懈鞣N奇特的性質(zhì),，
比如高電導(dǎo)率,、透光率、機(jī)械強(qiáng)度,、穩(wěn)定性等等,，
都已不同程度地得到了應(yīng)用，
唯獨(dú)超導(dǎo)性質(zhì)遲遲未能實(shí)現(xiàn),。
有網(wǎng)友就此評(píng)價(jià)：
《自然》應(yīng)該為能刊發(fā)曹原團(tuán)隊(duì)的文章而感到榮幸,。
3
傳奇少年班，40年輸出人才無數(shù)
曹原取得如此卓越的成就,，
得益于麻省理工學(xué)院的超強(qiáng)團(tuán)隊(duì),，
同時(shí)也離不開中科大的悉心培育，
尤其是中科大少年班的“超常教育”,。
[注：超常教育是指為智力等方面超常的兒童創(chuàng)立的教育]
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班最早由
諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者李政道先生提出,。
1975年5月，他在回國訪問時(shí)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”,。
旨于從少年人才入手,，
使全國各類人才培養(yǎng)步入正軌。
李政道
1978年3月8日,，
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)創(chuàng)建了少年班,，
主要招收尚未完成常規(guī)中學(xué)教育
但成績優(yōu)異的青少年接受大學(xué)教育。
其目的是探索中國優(yōu)秀人才培養(yǎng)的規(guī)律,，
培養(yǎng)在科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域出類拔萃的優(yōu)秀人才,，
推動(dòng)中國科技、教育和經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,。
40年間,，
中科大少年班輸出的卓越人才不勝枚舉，
遍布社會(huì)各界,。
首屆78級(jí)張亞勤,，
曾任微軟副總裁，
現(xiàn)任百度總裁,；
81級(jí)駱利群,，
38歲時(shí)出任美國斯坦福大學(xué)正教授，
2012年當(dāng)選美國科學(xué)院院士,；
82級(jí)盧征天,，
旅美時(shí)獲美國青年科學(xué)家總統(tǒng)獎(jiǎng)，
現(xiàn)任中國科大“千人計(jì)劃”教授,；
85級(jí)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,；
87級(jí)莊小威，
34歲成為哈佛大學(xué)化學(xué)與化學(xué)生物系,、物理系雙聘正教授,，
是當(dāng)時(shí)美國科學(xué)院最年輕的華人院士，
曾獲美國跨領(lǐng)域最高獎(jiǎng)項(xiàng)之一麥克阿瑟天才獎(jiǎng),，
現(xiàn)為中國科學(xué)院外籍院士,；
96級(jí)尹希
未滿32歲晉升為哈佛大學(xué)正教授，
打破華人記錄,；
98級(jí)陳宇翱,，
80后的中國科大教授，
曾獲歐洲物理學(xué)會(huì)“菲涅爾獎(jiǎng)”,；
……
張亞勤（左）,、莊小威（右）
根據(jù)中科大的統(tǒng)計(jì)，
截至2016年，
少年班共有超過3400名本科生畢業(yè),，
約90%考取國內(nèi)外研究生,。
畢業(yè)10年后的學(xué)生中，
有超過200人成為國內(nèi)外名校和科研機(jī)構(gòu)教授,，
另有55%投身于企業(yè)界,、
19%活躍于金融界，
在世界500強(qiáng)任職者達(dá)到35%,。
4
英雄出少年,，中科大的傳奇人物！
畢業(yè)于中科大少年班的曹原,，
延續(xù)著師哥師姐們的優(yōu)秀,，
也扛起了中科大的榮耀。
曹原出生于1996年,，
20出頭的年紀(jì),，
目前在麻省理工學(xué)院讀博士三年級(jí)。
他從小就是大人口中“別人家的孩子”：
初一只讀了一個(gè)月,，
初二讀了三個(gè)多月,，
初三還沒待夠半年就參加了中考，
并順利考上了深圳耀華實(shí)驗(yàn)學(xué)校,。
耀華實(shí)驗(yàn)學(xué)校以“超常教育”聞名,，
主管該項(xiàng)目的是副校長朱源，
曾任教中國科大少年班20多年,。
少年曹原曹原對化學(xué)和物理非常感興趣,，
做化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的硝酸銀很貴,，
也很難買到,，
他就買來了硝酸，
把媽媽的銀鐲子放了進(jìn)去,，
人工“合成”了硝酸銀,。
高中學(xué)業(yè)十分繁忙，
他放學(xué)回家就10點(diǎn)了,，
但依舊要花1個(gè)多小時(shí)的時(shí)間
搗鼓各種化學(xué)試劑,。
曹原生活照2010年，14歲的曹原以高考理科669分的成績
考入中科大少年班學(xué)院,，
并入選 “嚴(yán)濟(jì)慈物理英才班”,。
[注：“嚴(yán)濟(jì)慈物理英才班”由中科大與中科院物理所合辦，
目標(biāo)是培養(yǎng)未來活躍在物理及相關(guān)研究領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物,。]
天才代出的中科大少年班競爭激烈,，
曹原在其中卻如魚得水。
有同校的知乎網(wǎng)友回憶,，
經(jīng)常在各大教授的辦公室看到
胸前掛著鑰匙的曹原一臉認(rèn)真地請教問題,。
中科大少年班學(xué)院中科大教計(jì)算物理課的丁澤軍教授,，
因教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、苛刻,，
讓許多學(xué)生“聞風(fēng)喪膽”,，
人稱“丁老怪”。
但這位“丁老怪”卻對曹原贊賞有加,，
他曾表示曹原是“很聰明的家伙”,，
本科時(shí)僅用一個(gè)寒假的時(shí)間，
就完成并發(fā)表了計(jì)算機(jī)物理課程中相關(guān)研究成果的文章,，
“真的是怪物?。 ?/p>
現(xiàn)在,，丁教授每年上計(jì)算機(jī)物理課緒論時(shí),，
都會(huì)提到曹原。
中國科大物理學(xué)院曾長淦教授也證實(shí)——
“這是在我實(shí)驗(yàn)室混過的娃,?！?/p>
“（本科）在我們實(shí)驗(yàn)室
還發(fā)了一篇PRB（物理學(xué)術(shù)期刊）理論文章。
當(dāng)時(shí)就覺得他太厲害了,?！?/p>
“他是如此的令人放心：
只要把題目交給他就行，
他一定能做出來,！”
除了發(fā)表論文這一愛好,，
曹原還喜歡攝像、天文,，
經(jīng)常在朋友圈發(fā)天文觀測的照片,。
曹原的天文攝影作品當(dāng)然，曹原開掛的人生遠(yuǎn)不止這些,，
2012年,，他被選為首批交流生赴密歇根大學(xué)學(xué)習(xí)；
2013年6月,，被牛津大學(xué)選中,，
受邀做兩個(gè)月的科研實(shí)踐；
2014年,，獲得中科大本科生最高榮譽(yù)獎(jiǎng)
——郭沫若獎(jiǎng)學(xué)金,，
不久，
他在牛津大學(xué)實(shí)踐時(shí)的導(dǎo)師陳宇林教授
推薦其前往麻省理工學(xué)院深造,，
目前,，曹原在電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系攻讀博士，
師從物理學(xué)家Pablo Jarillo-Herrero，
也就是開頭提到的兩篇論文的通訊作者,，
即項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人,。
曹原榮獲郭沫若獎(jiǎng)時(shí)與時(shí)任校長侯建國院士合影一位與曹原熟悉的少年班學(xué)霸表示：
我們都覺得他可能成為下一個(gè)莊小威，
這一點(diǎn)都不過分,。
因?yàn)樗麑?shí)在是太強(qiáng)了，
以前在科大就是傳說級(jí)的人物,。
網(wǎng)友們對曹原的評(píng)價(jià)也非常高。
現(xiàn)在,，
曹原并沒有停下他的腳步，
又投入到了新一輪的實(shí)驗(yàn)與學(xué)習(xí)中,。
未來,，
中國更多的少年英才，
將繼續(xù)書寫自己的輝煌,，
并為祖國的繁榮做注腳,。
（本文圖片均來源于網(wǎng)絡(luò)）
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