《自然》雜誌一天發兩文,22歲的他14歲上中科大:也會脆弱懶惰
1996年出生的曹原今年不過22歲,卻已在麻省理工學院(下文以MIT代稱)攻讀了4年的PhD學位(學術研究型博士學位)。
3月6日晚(北京時間,下同),在洛杉磯結束一天緊張科學研討會的他,被同學帶到城中的一家中國餐館就餐。菜品什麼味道已經忘了,他卻對吃到一半時開始不斷震動的手機印象尤為深刻。「是朋友們送上的祝賀。」
就在前一天,《自然》雜誌以背靠背長文形式,連刊兩文報道了石墨烯超導重大研究發現,而文章第一作者,正是中科大10級少年班校友曹原。
曹原近照。曹原供圖
談成長自己不比同齡人聰明多少,感謝家校共育的教育理念
1996年,曹原生於成都。3歲左右,他便因父母工作原因去往深圳,在東南沿海長大的他,對於西南腹地的故鄉,覺著陌生而親切。「我們每年都會多次回蓉探親,用四川話給親戚們打招呼,覺著很巴適」。
小學是在深圳景秀小學念的。往往老師剛說出題目,餘音未消,他就喊出答案。「我那時經常接嘴、插嘴,或者和老師頂嘴。」但曹原並不覺得自己比同齡人聰明多少。「我只是比較愛讀科技類課外書,像《科學探索者》,前前後後翻了好些遍,為我現在的知識面打下了很好的基礎。我現在的動手能力,也得益於小時候經常在家搗鼓電子電路和化學實驗。」
曹原生活照。曹原供圖
曹原回憶道,「自己曾在深圳華強北花了整個下午逛電子市場,買了一堆電子原件回家組裝電路。高中時還在家裡做了些小實驗。這些實驗都很折騰人,又有一定的風險,但我的父母一直都很支持我,這點我很感激。」
小學六年級時,曹原轉入深圳市耀華實驗學校。班主任召集包括曹原在內的幾位成績出眾的同學及其家長開會,一起商議確立了報考少年班的目標。小學畢業後,曹原花了2年時間完成了初高中整個的課程學習。
「小學畢業後直接進入初二,初二上了一學期,學校讓我們做了一套中考試題,覺得水平夠了,於是第二學期直接進入初三課程學習,然後參加了中考,一年完成了初中所有課程學習。」高中學習也類似。「上了一學期高一課程,第二學期直接併入高二班級。當時我們學校還沒有高考班,但是高二學生在下半學期就會參加各種高考模擬測試。第二學期上完我們直接就高考了。」
「能在短短2年內完成初高中整個課程學習,離不開家校共育的開明教育理念。在我們的學習過程中,家長和校方有過無數次的討論與協商,基本上可以說是完全因材施教的方式,我們缺什麼知識點或者課程,家長就可以直接與校方溝通找老師補課。」
「儘管有些課程是老師提供的小班教學,但大部分都是跟著當時的初三、高三完成的,習題和教材也和廣大考生一樣。」曹原表示,「在學習中,重要的不是老師,也不是特別的教材與習題,而是自己願意鑽研的學習興趣,以及善於鑽研的自學能力。」
談少年班我們和廣大大學生沒有區別,也會脆弱懶惰
經過短短兩年的初高中課程學習,2010年,年僅14歲的曹原以理科669分的高考總分,考入中國科學技術大學少年班學院,併入選嚴濟慈物理英才班。
14歲,本該是讀初中的年紀,他卻置身大學,身邊都是些「大人」,會不會不習慣呢?
曹原告訴記者,「剛剛上大學的時候,我才14歲,生活自理能力肯定會差一點,我母親在合肥陪讀了一年,後來就沒什麼問題了。在和其他學生相處的過程中,我沒有感覺到任何壓力。對於少年班的學生,老師同學們也都以常人視之,不會有特別的偏袒或者歧視。」
「除了大一會有班主任監督晚自習和大一之後才選擇專業外,少年班的學習和其他所有中科大本科生沒有任何區別。」曹原介紹道,「中科大少年班入校是不分專業的,會先把數學分析、線性代數、力學、化學原理、計算機程序設計等各專業基礎課統共上一遍。」
「我們和廣大大學生沒有任何區別。」曹原再三強調,「我們都是活生生的人,同樣有喜怒哀樂,會脆弱懶惰,不是什麼脫離凡塵的怪物,我希望大家能夠用對待常人的眼光來看待少年班學生。」回憶起少年班的學習經歷,曹原感慨道,「上少年班的意義,在我,是減少在中學期間做大量習題複習備考的時間,用這些時間來學習更加有意思的大學和研究生知識。」
對於少年班的師弟師妹們,曹原寄語道,「如果有志向做實驗方向的,我建議在本科期間就提高自己的動手能力。物理直覺很重要,模電數電和程序設計如果能學好的話,對將來的實驗會有很大幫助。希望大家都能到自己夢想的學校從事理想的研究!」
談科研實驗失敗乃家常便飯,心態平和就沒什麼壓力
2014年,曹原中科大畢業,獲得了郭沫若獎學金。從中科大物理專業畢業後,他前往MIT攻讀PhD學位,現已是第四個年頭。
2014年5月,曹原榮獲中科大第33屆郭沫若獎學金。曹原供圖
此次MIT石墨烯超導的重大研究發現,並非偶然成果。旋轉雙層石墨烯,MIT實驗室已經研究了好幾年,之前也已發表過多篇相關方面的文章。
「超導現象是去年8月份左右首次確認的。此前,石墨烯中的超導電性,在國際上還沒有先例。實驗中最困難的地方,主要在於如何將兩層石墨烯之間的轉角精確控制在1.1°附近,這個角度一般叫做魔角,會對石墨烯中電子的運動方式造成極大的影響。」
曹原告訴記者,「這項研究主要的意義是提供了一個全新的思路,幫助物理學家理解一些至今尚未完全解釋的物理現象,比如30年仍懸而未解的高溫超導體的產生原因。我們在旋轉雙層石墨烯中發現的超導,和其他幾乎所有已觀測到的二維超導都不同,反而和1986年發現的高溫超導有諸多相似性。如果未來能夠通過研究石墨烯中的超導來證實關於高溫超導的諸多理論和猜測的話,那麼科學家就可以更有方向性地設計新的材料,從而有可能實現室溫超導。」
然而研究過程並不順利,曹原曾多次遇到樣品無法承受高熱、機械部件有滯留回差等困難,但「吃一塹長一智,做的多了,慢慢有經驗了,自然就攻克了。」曹原表示,「實驗失敗是家常便飯,心態平和地對待失敗就沒什麼壓力。」
在緊張的工作之餘,曹原會通過天文攝影進行自我調節。「仰望星空總是能讓我安靜下來。天文攝影涉及包括光學、精密機械、電子電路、嵌入式程序等在內的多方面科學技術,折騰這些東西,都是我的興趣。」
對於未來,曹原說還沒有很具體的規劃,不過他相信,一個紮實走好每一步、過好每一天的人,未來一定不會太差。
老師眼中的他
「自主學習能力、動手能力超強」
在深圳市耀華實驗學校官網上的「榮譽耀華」一欄,至今仍有曹原的照片和介紹。照片中的曹原虎頭虎腦,架著一副橢圓形眼鏡。簡介上寫著:曹原(現攻讀麻省理工博士),錄取學校:中國科技大學。
深圳市耀華實驗學校官網上曹原的照片。圖據學校官網
3月10日,紅星新聞採訪到幾位曾經教過曹原的老師。談到曹原,他們無不稱讚其「自主學習能力很強,動手能力超強」。
耀華實驗學校招生辦羅主任告訴紅星新聞記者,2007年9月,曹原進入耀華實驗學校小六(2)班學習,在一年時間內學完了六年級和初一的課程。據耀華學校官網介紹,「小六(2)班」是面向深圳市招生、以數學特長為主的超常班。
「當時通過考試、面試、體檢,招進來的,發現他(曹原)是個苗子,是個天才。」羅主任回憶說,「這樣的苗子還有兩個,當時領導就提出在超常教育的基礎上開展 『兩年制』,即用兩年的時間讓學生讀完初中高中的課程。「
黃瑩曾擔任曹原的初中生物老師,現任耀華實驗學校副校長。黃副校長回憶起當時上課的情況,「語數外理化生,每天每個科目只有一堂課,老師只講一些重點的內容,剩餘的時間就讓學生自主學習,不懂再問,通過這種點播式教學方式培養學生的探究能力、主動學習能力、批判性思維能力。」
而曹原的動手能力也讓黃瑩印象深刻,她回憶,自己的生物課堂,主要是動手實踐比較多,而曹原自己不僅在學校搞了個實驗室,還在家裡弄個實驗室,「就喜歡不停地倒騰。」更甚之,曹原課餘時間還將課桌、椅子、黑板以致於老師的講台給拆了。
2009年9月,曹原和另外兩名學生開始進入高中學習。黃佳堂是曹原的高中物理老師,當他得知曹原在Nature連發兩文闡述石墨烯超導領域重大發現這個消息後,「興奮得一晚上沒睡著覺!」
黃佳堂回憶,曹原動手能力強,吸收知識很快,在課堂上經常踴躍發言,時常提出一些讓老師都難以回答的難題。
紅星新聞記者丨沈興超 李文滔


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