少年物理學(xué)家曹原

李雨

12月18日，國際科學(xué)期刊 《自然》發(fā)布了2018年年度科學(xué)人物——該期刊每年都會選出十位對科學(xué)界影響重大的人，22歲的中國人曹原因位居榜首而引發(fā)大眾關(guān)注?！蹲匀弧贩Q：“物理學(xué)家曹原協(xié)助發(fā)現(xiàn)了讓石墨烯實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的方法，該研究成果開創(chuàng)了物理學(xué)一個全新的研究領(lǐng)域?！?/p>

《自然》是世界三大頂級科學(xué)期刊之一。2018年3月5日，《自然》發(fā)表了兩篇以曹原為第一作者的重磅論文。第一篇提供了一個全新的、可以調(diào)節(jié)的平臺，以此研究電子-電子的強(qiáng)關(guān)聯(lián)效應(yīng);而第二篇則提供前所未有的體系供物理學(xué)家研究困擾了物理學(xué)界三十多年的高溫超導(dǎo)之惑。

在此之前，人類對超導(dǎo)體的研究止步于1986年德國物理學(xué)家柏諾茲和繆勒發(fā)現(xiàn)的一種銅氧化物，這種材料能達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)的最高溫度約為133K（-140°C），而目前還沒有能在常溫下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的材料。曹原及其團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)為未來的能量傳導(dǎo)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)方向。

雖然曹原提到這項(xiàng)工作短期內(nèi)沒有實(shí)際應(yīng)用，但哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家科里·迪安針對這個發(fā)現(xiàn)表示：“我們能做的事情實(shí)在是太多了?！敝Z貝爾獎獲得者羅伯特·拉福林也評價道：“我們可以期待，在接下來的幾個月里，會有瘋狂的實(shí)驗(yàn)活動來填補(bǔ)目前這一理論藍(lán)圖中缺失的部分?！?/p>

1996年，曹原生于四川成都。三歲時，他隨父母親來到了深圳。中學(xué)時代，曹原就因智慧過人，“占了”一間校長辦公室，和另外兩名同學(xué)組成一個小小班學(xué)習(xí);14歲，他讀完了初中和高中的課程，以669分的成績考進(jìn)了中國科技大學(xué)（以下簡稱“中科大”）的少年班，入選“嚴(yán)濟(jì)慈物理英才班”;15歲，他主動到中科大物理系教授曾長淦的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)，之后還在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的國際著名期刊上發(fā)表了一篇理論研究論文;18歲，他獲得了中科大本科生最高榮譽(yù)獎——郭沫若獎金;之后獲得去美國麻省理工學(xué)院深造的機(jī)會，師從物理學(xué)家Pablo Jarillo-Herrero……

此次發(fā)現(xiàn)正是曹原和Jarillo-Herrero的合作成果。在團(tuán)隊(duì)中，曹原主要負(fù)責(zé)考察在堆疊的雙層石墨烯中，將其中一層相對另一層旋轉(zhuǎn)極小的角度后會發(fā)生什么？將平行的雙層石墨烯扭曲至約1.1°的“魔角”的過程中，需要不斷試錯，Jarillo-Herrero認(rèn)為曹原的實(shí)驗(yàn)技巧至關(guān)重要。

圖片來源/Nature

不同于一般理科神童，曹原有很多業(yè)余愛好。他喜歡徒步、彈鋼琴、用數(shù)碼板畫動畫，以及天文攝影，仰望星空是他減壓的方式。在中科大的一次以“如何擁有令人愉快的博士生活”為主題的分享會中，他建議學(xué)弟學(xué)妹在遇到失敗、意圖再次嘗試之前“先獲取一些美食和睡眠”。

從小，曹原就是個“動手達(dá)人”。中學(xué)時，他會把教室的講臺或桌子拆開，觀察里面的構(gòu)造;會去深圳華強(qiáng)北買一大堆電子元件回家研究電子線路;會偷拿媽媽的銀鐲子到學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室，用硝酸合成硝酸銀;甚至購置一批化學(xué)、物理儀器在家里搭建一個小實(shí)驗(yàn)室……后來在麻省理工學(xué)院深造期間，他的辦公室也是亂糟糟的，計(jì)算機(jī)和自制的望遠(yuǎn)鏡堆滿辦公桌。

年少的他在研究方面表現(xiàn)出成熟一面。Jarillo-Herrero記得，有一回曹原花了六個月研究一份看起來會有突破性發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)，最終發(fā)現(xiàn)那不過是實(shí)驗(yàn)設(shè)置中的巧合，曹原沮喪，但又?jǐn)]起袖子繼續(xù)干下去。曹原曾說：“當(dāng)事情失敗時，不要責(zé)怪自己，因?yàn)檫@就是生活！”關(guān)于未來，曹原還沒具體方向，只是表示“關(guān)于魔角石墨烯，我們還要做很多工作”。

因?yàn)槟昙o(jì)與成績的巨大差異，也趕在了中科大少年班創(chuàng)建四十周年這一時間點(diǎn)，曹原成為了一個耀眼的符號，在互聯(lián)網(wǎng)上激起了很大的反響。大眾對這個少年物理學(xué)博士充滿期待，而從前媒體“捧殺”神童的悲劇也時刻敲響警鐘，對這個成長在互聯(lián)網(wǎng)時代的“天才少年”，我們是抱著樂觀態(tài)度的。