□木匠
2018 年12 月18 日,英國(guó)《自然》雜志,發(fā)布了“2018 年度世界十大科學(xué)家”名單,排在這個(gè)名單第一位的是1996 年出生、現(xiàn)在美國(guó)麻省理工學(xué)院攻讀博士學(xué)位的中國(guó)學(xué)生曹原?!蹲匀弧冯s志是世界頂級(jí)科學(xué)期刊,退稿率在90%以上,每年評(píng)出的年度科學(xué)家,都是能在科學(xué)界引起轟動(dòng)的人物。對(duì)于一些科學(xué)從業(yè)者來(lái)說(shuō),一輩子能在《自然》上發(fā)表一篇論文已經(jīng)很牛了。這個(gè)22 歲的中國(guó)少年,到底得有多牛,才能成為《自然》評(píng)選出的年度十大科學(xué)家的首席?
119 年前,我國(guó)近代大思想家、政治家、教育家、史學(xué)家、文學(xué)家梁?jiǎn)⒊瑢懴铝酥摹渡倌曛袊?guó)說(shuō)》。他在文中說(shuō):“故今日之責(zé)任,不在他人,而全在我少年。少年智則國(guó)智,少年富則國(guó)富,少年強(qiáng)則國(guó)強(qiáng),少年獨(dú)立則國(guó)獨(dú)立,少年自由則國(guó)自由,少年進(jìn)步則國(guó)進(jìn)步,少年勝于歐洲,則國(guó)勝于歐洲,少年雄于地球,則國(guó)雄于地球?!苯裉?,我就來(lái)給大家講一個(gè)“壯哉,我中國(guó)少年”的故事。
曹原,1996 年出生在成都,三歲時(shí),隨父母一起,舉家遷到了深圳。據(jù)他爸媽說(shuō),他從記事起,就對(duì)各種電子元件、線路板感興趣,最喜歡做的事,就是從電子市場(chǎng)買回一大堆元件、線路板,然后拆了裝,裝了拆。這也太令人難以想象了,或者這些東西,在他眼里就如同是一般孩子眼里的“樂(lè)高玩具”吧。現(xiàn)在,有人說(shuō)“正是曹原小時(shí)候?qū)﹄娮赢a(chǎn)品發(fā)生了深厚的興趣,為他日后改寫世界科學(xué)的進(jìn)程,埋下了的伏筆”,道理是有,但也不得不說(shuō)是非常之人,必有非常之事,天選之才的世界,又豈是我們這些資質(zhì)平平之人所能想象的?
2007 年9 月,11 歲的曹原考取了著名的深圳耀華實(shí)驗(yàn)學(xué)校。耀華之于深圳,就像人大附、四中之于北京。據(jù)說(shuō)耀華的老師經(jīng)常這樣說(shuō)學(xué)生:“你們不好好念書,以后就只能讀深大了?!鄙钲诖髮W(xué)雖不是985,也不是211,但它的錄取分?jǐn)?shù)線比一些985 和211 還要高,這得是一群什么樣的學(xué)生?。〔徽f(shuō)是“人中龍鳳”吧,至少也是“別人家的孩子”。
而身材瘦小、其貌不揚(yáng)的曹原即便是在這群孩子當(dāng)中,也是“別人家的孩子的別人家的孩子”,前段時(shí)間,有個(gè)很火的劇《少年派》,里面有個(gè)學(xué)霸“錢三一”,但這個(gè)“錢三一”要是跟曹原比起來(lái),那還是弱爆了。
曹原的學(xué)習(xí)天賦也得到了學(xué)校的高度重視。學(xué)校不僅免除了他的學(xué)費(fèi)(耀華是所民辦學(xué)校,收費(fèi)也是很高昂的),還組建了最優(yōu)秀的教師團(tuán)隊(duì),對(duì)他進(jìn)行“超常教育”。就這樣,他只了用三年時(shí)間,就完成了小學(xué)、初中和高中的全部課程!就這,他還是一大半時(shí)間,泡在實(shí)驗(yàn)室里,做各種實(shí)驗(yàn)。這不禁讓人想起了當(dāng)年錢鐘書在清華讀書時(shí),也不怎么安心地待在教室里,而是整天泡在圖書館里,四年下來(lái),幾乎“橫掃”的清華圖書館。
在一次物理實(shí)驗(yàn)中,老師黃佳堂告訴他:“如果有人能在一種常溫狀態(tài)下,發(fā)明出一種超導(dǎo)材料,就可以顛覆整個(gè)世界?!?/p>
“那要怎么做,才能發(fā)明出這超導(dǎo)材料?”小曹原立刻就被老師的這段話吸引了。但老師終究只是老師,不是科學(xué)家。老師望著眼前的這個(gè)天賦異秉的學(xué)生,說(shuō):“老師老了,這是你們這代人必須攻克的問(wèn)題!”就是與黃老師的這次對(duì)話,讓曹原明確了自己未來(lái)的方向。
2010 年,14 歲的曹原參加了高考。他考了669 分,高出廣東理科一本分?jǐn)?shù)線近50分!當(dāng)時(shí),想要他的名校有很多,但最終他還是選擇了中科大。因?yàn)橹锌拼竺鞔_跟他保證了,會(huì)直將他保送進(jìn)大名鼎鼎的“嚴(yán)濟(jì)慈物理英才班”。中科大“嚴(yán)濟(jì)慈物理英才班”的辦班宗旨,就是培養(yǎng)未來(lái)的科學(xué)家,要進(jìn)這個(gè)班學(xué)習(xí)的學(xué)生,都要經(jīng)歷過(guò)一輪又一輪慘烈的“廝殺”,只有最后留下的精英中的精英才能如愿以償。想當(dāng)年,殲20 的總師楊偉被西工大錄取時(shí),是15 歲,30 年多年以后,也是處在舞勺之年的曹原,又用“14”這個(gè)數(shù)字打破了這一紀(jì)錄!
在“嚴(yán)濟(jì)慈物理英才班”,曹原依然是卓爾不群,表現(xiàn)十分驚艷。這個(gè)班上的學(xué)生哪一個(gè)不是學(xué)霸?他們?cè)臼钦l(shuí)都不服誰(shuí)的,可是只要一提起曹原,他們都會(huì)表現(xiàn)出由衷的欽佩:“那真的就是一個(gè)怪物?。 ?/p>
大二時(shí),曹原主動(dòng)找到曾長(zhǎng)淦教授希望能去他實(shí)驗(yàn)室,學(xué)習(xí)石墨烯超晶格知識(shí)。后來(lái),每當(dāng)有人提起曹原時(shí),向以教學(xué)嚴(yán)苛而著稱的曾教授也是對(duì)他贊不絕口:“這是在我實(shí)驗(yàn)室里混過(guò)的娃,當(dāng)時(shí)就覺(jué)得他特別厲害!”“別的學(xué)生要一年做出來(lái)的課題,他一個(gè)寒假就搞定了?!薄八侨绱说牧钊朔判?,只要把題目交給他,他就一定能做出來(lái)!”
2012 年,他作為中科大的首批交流生,被派到美國(guó)密歇根大學(xué)學(xué)習(xí)了大半年;2013 年,他又獲得了中科大“頂尖海外交流獎(jiǎng)學(xué)金”,受邀到牛津大學(xué),做了兩個(gè)月的科學(xué)實(shí)驗(yàn);2014 年,他又毫無(wú)懸念地獲得了中科大本科生的最高榮譽(yù)獎(jiǎng)——郭沫若獎(jiǎng)學(xué)金!
2015 年,他在牛津大學(xué)的導(dǎo)師陳宇林教授,又把他推薦到了美國(guó)麻省理工學(xué)院電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系,直接攻讀起博士學(xué)位。
在麻省理工學(xué)院,曹原加入了帕布洛·賈里洛·赫雷羅領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)。這是世界上許多正在潛心研究石墨烯超導(dǎo)電性的科研團(tuán)隊(duì)之一。當(dāng)時(shí),石墨烯的超導(dǎo)電性研究,在國(guó)際上還沒(méi)有成功的先例。
眾所周知,電力從發(fā)電站傳輸?shù)浇K端用戶,會(huì)在轉(zhuǎn)輸?shù)倪^(guò)程中,逐漸損耗,距離越長(zhǎng)損耗就越大。1911 年,荷蘭物理學(xué)家??恕た帧ぐ簝?nèi)斯發(fā)現(xiàn)了當(dāng)汞被冷卻至“絕對(duì)零度”(-273℃)時(shí),電子可以無(wú)限接近無(wú)阻,從而將能源損耗降到最低,這個(gè)“零電阻狀態(tài)”就是“超導(dǎo)電性”,這也是人類第一次發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體的存在,后來(lái),昂內(nèi)斯因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。但悲劇的是,超導(dǎo)體要在接近“絕對(duì)零度”的環(huán)境下,才能顯現(xiàn)其近乎零損耗的能力,而這個(gè)材料的冷卻成本卻高得讓人絕望!之后,全世界的科學(xué)家們就開(kāi)始為尋找到一種低成本的超導(dǎo)材料而絞盡了腦汁。1980 年時(shí),有人發(fā)現(xiàn)了銅氧化物,可它要達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)的最高溫度,也不能超過(guò)-140℃,而且它的結(jié)構(gòu)難以調(diào)整,無(wú)法實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)機(jī)制,但這已經(jīng)是在超導(dǎo)研究領(lǐng)域又向前邁進(jìn)了一步,在此之后,就又陷入了困境。1998 年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者羅伯特·B·勞克林曾說(shuō):“在超導(dǎo)研究領(lǐng)域,物理學(xué)家們已經(jīng)在黑暗中,徘徊了30 年,試圖解開(kāi)銅氧化物超導(dǎo)的秘密……”
石破天驚!石破天驚!2017 年8 月,曹原和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了石墨烯中的非規(guī)超導(dǎo)電性——只要將兩層石墨烯旋轉(zhuǎn)到一個(gè)特定的“魔法角度”(1.1°)疊加時(shí),就可以使電子阻力降低至無(wú)限接近于零!又經(jīng)過(guò)半年多的實(shí)驗(yàn),在克服了樣品無(wú)法承受高熱、機(jī)械部件有滯留回差等等難題之后,最終確立了震驚世界的石墨烯傳導(dǎo)的全方位理論!
2018 年3 月5 日,當(dāng)《自然》雜志收到曹原的論文投稿后,編輯部一片嘩然,甚至都等不及排版,就先行在其網(wǎng)站上刊出曹原的兩篇關(guān)于石墨烯超導(dǎo)理論的論文。曹原也因此成為了有史以來(lái)在《自然》雜志上發(fā)表論文最年輕的科學(xué)家。3月6 日,世界科學(xué)界沸騰了,哥倫比亞大學(xué)的一位物理教授驚呼:“曹原為我們打開(kāi)了新世界的大門,我們能做的太多了!”
所謂“十年寒窗無(wú)人問(wèn),一舉成名天下知”,曹原的論文發(fā)表后,從美國(guó)到歐洲,無(wú)數(shù)頂級(jí)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)都向他拋出橄欖枝,如果他愿意,他可以成為麻省理工學(xué)院最年輕的教授,或是歐洲科學(xué)研究院最年輕的學(xué)者,但他對(duì)這些好像都不屑一顧,3 月8 日,在他轟動(dòng)世界的第三天,他回到中科大,這一天,正是中科大少年班成立40周年的紀(jì)念日,他將這份舉世無(wú)雙的研究成果當(dāng)作壽禮送給了自己的母校中科大。那天,滿身霞光的他說(shuō)了一句平淡的話:“我是一個(gè)中國(guó)人,我學(xué)成以后,是一定要回到中國(guó)來(lái)的!”