原標(biāo)題：提氣！教授怒贊“怪物”的中國(guó)21歲博士在《自然》上連發(fā)兩篇“石墨烯”論文,！

來(lái)源：瞭望智庫(kù)（lD：zhczyj）

2018年3月5日,，國(guó)際頂尖期刊《自然》以背靠背的長(zhǎng)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(zhuān)門(mén)配上了賓夕法尼亞大學(xué)教授Eugene J。 Mele對(duì)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(lái)自中國(guó)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(guó)學(xué)者。

今天,，小編就帶你來(lái)了解一下這位少年英才的開(kāi)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(chēng)

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(guò)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(wú)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(jìng)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(guò)，

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(lái)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(zhuān)家教授,，

一邊爭(zhēng)分奪秒地做實(shí)驗(yàn)，

一邊密切盯著競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的動(dòng)向,，

打開(kāi)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(méi)有新的,，就可以松口氣,，

如果別人發(fā)表出來(lái)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(lái)中國(guó)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(duì)大多數(shù)專(zhuān)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(guò)20篇,。

庫(kù)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(guó)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(guó)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(chēng)為我國(guó)“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(chēng)“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(jiàn)其重視程度之深。

2

重磅論文,，為超導(dǎo)體30年之尋打開(kāi)新思路

引起如此轟動(dòng)的論文,，

究竟講了什么內(nèi)容？

原來(lái),，

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(lèi)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(wú)“阻”,。

他們將這個(gè)“零電阻狀態(tài)”稱(chēng)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(guò)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(hù)的傳送過(guò)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(guò)程中的能量損耗幾乎為零。

不過(guò),，

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(kāi)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(méi)這么簡(jiǎn)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(lái)，

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(guò)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(lái)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(wú)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(kāi)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(guó)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(guó)訪問(wèn)時(shí)發(fā)現(xiàn),，

中國(guó)各行各業(yè)百?gòu)U待興,，

科技人才嚴(yán)重?cái)鄼n,，

于是通過(guò)周總理向毛主席建議：

“從全國(guó)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(guó)各類(lèi)人才培養(yǎng)步入正軌。

李政道

1978年3月8日,，

中國(guó)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(jī)優(yōu)異的青少年接受大學(xué)教育。

其目的是探索中國(guó)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(lèi)拔萃的優(yōu)秀人才,，

推動(dòng)中國(guó)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(guó)斯坦福大學(xué)正教授，

2012年當(dāng)選美國(guó)科學(xué)院院士,；

82級(jí)盧征天,，

旅美時(shí)獲美國(guó)青年科學(xué)家總統(tǒng)獎(jiǎng)，

現(xiàn)任中國(guó)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(guó)科大物理學(xué)院執(zhí)行院長(zhǎng),、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(guó)科學(xué)院最年輕的華人院士,，

曾獲美國(guó)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(guó)科學(xué)院外籍院士,；

96級(jí)尹希

未滿(mǎn)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(guó)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(guò)3400名本科生畢業(yè),，

約90%考取國(guó)內(nèi)外研究生,。

畢業(yè)10年后的學(xué)生中，

有超過(guò)200人成為國(guó)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(méi)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(zhǎng)朱源，

曾任教中國(guó)科大少年班20多年,。

少年曹原

曹原對(duì)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(mǎi)到,，

他就買(mǎi)來(lái)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(jī)

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(lái)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(jìng)爭(zhēng)激烈，

曹原在其中卻如魚(yú)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(qǐng)教問(wèn)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(chēng)“丁老怪”。

但這位“丁老怪”卻對(duì)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(guó)科大物理學(xué)院曾長(zhǎng)淦教授也證實(shí)——

“這是在我實(shí)驗(yàn)室混過(guò)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(jué)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(lái),！”

除了發(fā)表論文這一愛(ài)好,，

曹原還喜歡攝像、天文,，

經(jīng)常在朋友圈發(fā)天文觀測(cè)的照片,。

曹原的天文攝影作品

當(dāng)然,，曹原開(kāi)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(kāi)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(zhǎng)侯建國(guó)院士合影

一位與曹原熟悉的少年班學(xué)霸表示：

我們都覺(jué)得他可能成為下一個(gè)莊小威，

這一點(diǎn)都不過(guò)分,。

因?yàn)樗麑?shí)在是太強(qiáng)了,，

以前在科大就是傳說(shuō)級(jí)的人物。

網(wǎng)友們對(duì)曹原的評(píng)價(jià)也非常高,。

現(xiàn)在,，

曹原并沒(méi)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(lái),，

中國(guó)更多的少年英才，

將繼續(xù)書(shū)寫(xiě)自己的輝煌,，

并為祖國(guó)的繁榮做注腳,。

（本文圖片均來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

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