曹原:“锦鲤少年”攻克百年难题

2019-09-10 07:22醉元
时代邮刊·下半月 2019年2期
关键词:超导体传输杂志

醉元

你22岁的时候在做什么?

或许刚刚大学毕业,踏入社会,陷入迷茫。抑或仍在读书,为一份美好前程努力拼搏,又或者早早踏入社会,承担起家庭责任。但你绝对想象不到,一位来自中国的22岁少年,凭借自己的科研发现,一举解决了困扰世界107年的难题,荣登世界顶级学术期刊《自然》杂志年度十大科学家之首!而他也是该杂志创办149年来,获此殊荣年龄最小的科学家,是中国年龄最小在该杂志以第一作者刊登学术论文的科研工作者。

《自然》杂志在年度文章中介绍他为:“开创了一个全新研究领域的杰出科学家。”他的科研成果震惊了全世界!

而他,不过是一位来自中国深圳,今年刚刚22岁的青葱少年。

他叫曹原。

据曹原的同学介绍,他从小就是个天才。1996年,曹原出生在成都。11岁时,因为异于常人的天赋,他被选拔进入深圳耀华实验小学超常班。

能够进入这个班的,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,全程照顾曹原等3人的学业。在朱源的帮助下,仅仅不到3年的时间,他就完成了小学六年级、初中、高中所有课程学习。

如果不是年龄限制,曹原相信自己会更早参加高考。被迫等到14岁后,他以高考669分的优异成绩被中科大少年班录取。进入少年班,曹原并没有被周围优异的同学掩盖光芒,他依旧卓尔不群。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”。

曹原的大学老师丁泽军教授,因为要求严格,被称为“丁老怪”,在国内有着令人闻风丧胆的“科研杀手”称号。但在说起自己的学生曹原时,丁教授却一反常态,称他为一个“很聪明的家伙”。中科大物理学院院长曾长淦对曹原尤为钟爱。每每提到曹原,他总激动地说:“这是在我实验室混过的娃,当时我觉得他太厉害了!”甚至在某些方面,曾院长也不得不承认,自己指导不了曹原。

在中科大的4年,培养了曹原出色的科研能力。毕业后,他获得中科大本科生最高荣誉郭沫若奖学金,前往世界排名前五的麻省理工大学攻读博士学位。

在世界能源史上,电力的传输过程,能源损耗巨大。目前使用的传输材质中,大约7%的能源热是在传输过程中损失掉的。这是世界上所有能源公司一直头疼的问题。

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”。因为这个发现,昂内斯荣获诺贝尔奖。但令人遗憾的是,要想实现这种传输条件,环境必须在冷却至绝对零度(也就是零下273摄氏度)。这在现实世界中绝不可能,因此这一科研成果无法付诸实践,能源公司依旧承担巨额损失。

此后的107年,科学界无数科学家前赴后继,一直希望研制出能够在常温条件下实现“超导体”性能的材料,却都以失败告终,直到中国科学家曹原的出现。

在攻读博士期间,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。

曹原没有被外界质疑的声音击退,相反他仍旧坚信自己的判断。为此他日夜蹲守在实验室,克服高温、极寒等多种极端困难条件,一次又一次地为捍卫自己的梦想,努力付出。

終于,在一次实验中,曹原巧妙地将角度旋转为1.1度时,奇迹发生了,置身特殊电场的两层石墨烯,成为超导体,电子在其间畅行无阻,曹原终于向世界证明了自己!

欣喜若狂的曹原深知,这将是一个改变世界的研究成果。为此他小心谨慎,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。随后,他将学术论文整理后,投给了《自然》杂志。《自然》杂志编辑收到论文后,激动得都没来得及排版,就将其中一篇文章提前发到了杂志网站上,随后通过另外一篇文章进行评述。一经刊登,曹原瞬间震撼了世界!全球科学家都迫切地希望自己能在实验室中,复制曹原创造的奇迹。

一位哥伦比亚大学教授甚至激动地说:“曹原为我们打开了新世界的大门,我们能做的太多了。”

在曹原发表论文之后,短短9个月,石墨烯的初步商业化应用已经落地。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分钟的“闪冲”。

以此为基础,曹原的发现将极大地促进电子消费品工业的发展,在能源传输方面,将为全球能源行业省下数千亿元的资金,年仅22岁,曹原成为了年度世界最受关注的科学家。

曹原能够得到今天的成就,离不开自己的天赋,更重要的是,特殊的教育模式。因为很早就展现出天才的气质,他的母校深圳耀华中学为他提供了灵活的教学机制,实现个性化教学,因材施教。曹原的父母为支持学校对曹原的智力开发方案,在家中专门布置了一个属于曹原的实验室,为曹原提供最好的科研条件。

同时,曹原一反书呆子的刻板印象。他兴趣广泛,喜欢捣鼓计算机。年少时就经常跑到深圳电子市场,买来一大堆电子元件拆卸安装,直到研究清楚其中的线路,才肯罢休。不仅智商超高,曹原的情商也异于常人。不只一位老师在评价曹原时说到,他们从未教过像曹原一样高情商的少年。高峰时不迷茫,低谷时不放弃,年仅22岁,曹原就拥有超越常人的冷静心态。

在攻读博士期间,一次偶然的发现,曹原得到了一项意外的实验结果,曹原激动不已。随后,他花了整整6个月的时间,每天彻夜不休地研究其中的原理,却在最后发现那不过是实验中设置的巧合。年少的曹原备受打击。但第二天,他就又早早出现在实验室,说自己只能卧薪尝胆,继续努力。最终凭借坚韧的毅力,成功发现常温超导体,一举攻克世界百年难题。

如今,22岁的曹原不知道自己未来的科研生涯会走向何方,但很明确的两点是:第一,他会继续此前的研究,创造更多的奇迹;第二,他会回到中国。

尽管目前留学美国,曹原始终记得自己是一个地地道道的中国人。在得知获得《自然》杂志的“年度十大科学家”的荣誉后,他第一时间返回自己的母校中国科学技术大学,跟自己的导师和同学庆祝自己的成就。曹原表示希望学成归来后,能够在中国科学技术大学工作。

曾经很多人说中国没有核心技术,没有科研实力。曹原用实力,狠狠打了这些人一巴掌。世界仍旧是之前的世界,中国早已不是之前的那个中国。越来越多的中国科学家涌现出来,向世界证明了中国的科研实力。

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