22歲中國小伙入選《自然》年度人物 世界多所大學競相邀請

曹原。圖自：《自然》雜誌網站

權威科學期刊英國《自然》雜誌18日公布2018年度科學人物，位居榜首的是年僅22歲、畢業於中科大少年班，目前正在美國麻省理工學院攻讀博士學位的曹原。

2018年3月5日，《自然》雜誌曾經連刊兩文外加一篇評議，長篇幅報道了石墨烯超導重大發現，而這兩篇論文的第一作者正是曹原，而他也成為以第一作者身份在該雜誌上發表論文的最年輕的中國學者。

在接受《自然》雜誌採訪時，這位用3年讀完全部中學課程，18歲就畢業於中科大的天才少年表示自己「並不特別」，「只是跳過了中學裡面一些無聊的東西罷了」。

凝聚態物理學天才，意外成電氣工程專業博士生

在《自然》雜誌發布的這份年度10人榜單中，曹原被稱作「石墨烯的駕馭者。」

自然雜誌18號在其官網上發布的年度十人。圖自：《自然》雜誌官網

就在今年3月5日，《自然》雜誌連刊兩文報道了來自麻省理工大學和哈佛大學的重要研究：只要將兩層石墨烯旋轉到特定的「魔角」疊加時，它們就可以在零阻力下傳導電子，而該發現很有可能是數十年來尋找室溫超導體的重要一步。

而這兩篇論文的第一作者，均為當時年僅21歲的麻省理工學院博士生曹原，這也使得他成為了在該雜誌上以第一作者身份發表論文的最年輕中國學者。

實際上，在前往美國攻讀博士學位之前，曹原就已經是別人眼中的天才。2007年，曹原入讀深圳耀華實驗學校，並在此後用了三年時間讀完了小學六年級、初中和高中的全部課程，於2010年以高分考入了中國科技大學少年班，年僅14歲，4年後畢業。

在中科大讀書時的曹原。圖自：中科大新創基金會

在談及過去的經歷時，他坦言，自己的成長經歷有些「非主流」，但他認為自己「不算特別」，畢竟在大學這一步開始變得有些「按部就班」，待滿了整個大學的四年時間，自己「只是跳過了中學裡面一些無聊的東西」。

2014年從中科大畢業進入麻省理工（MIT）時，躊躇滿志的曹原實際上經歷了一番波折，他錯過了麻省理工學院物理研究生課程的項目。這意味著，這位已經在凝聚態物理上取得成就的科學家實際上並不隸屬於物理系。最終，他依然通過自己就讀的電氣工程與計算機科學專業，加入到了自己嚮往的賈里洛-埃雷羅（Pablo Jarillo-Herrero）教授的課題組，繼續研究他所熱愛的物理。

曹原在MIT官網上的個人主頁。圖自：MIT官網

在他的MIT個人主頁介紹上，曹原寫到：「我是麻省理工學院電氣工程與計算機科學系四年級研究生。我對各種各樣的東西感興趣，從物理、電子到計算機科學。我目前在賈里洛-埃雷羅教授的二維材料小組工作。」

石墨烯超導效應：標誌室溫超導研究取得重大進展

儘管曹原和導師的團隊最終因研究石墨烯的超導性能而震驚學界，但是在2014年曹原加入實驗室時，該團隊的研究目的實際上並不是為了探究超導，而是在嘗試以不同角度對碳原子層進行分層和旋轉，探究雙層石墨烯的偏轉角度會如何影響石墨烯的性能。

曹原（右）與在麻省理工實驗室的導師（左） 。圖自：麻省理工網站

這其中，曹原所負責的工作是研究疊在一起的兩層石墨烯薄片，在其中一個發生輕微偏轉時會發生什麼。按照此前的理論預測，這將從根本上使得這種材料的特性產生巨變，誘發電子穿過材料層，並以一種有趣的方式進行交互。

實際上，許多物理學家對此都表現出了懷疑。但是，當曹原開始搭建這些巧妙偏轉的石墨烯層時，他的確發現了不同尋常的東西——當石墨烯暴露在一個小型電場，並冷卻到絕對溫度零度以上1.7度時，通常導電的石墨烯就變成了絕緣體（Y. Cao等人，Nature 556, 80-84;2018）。

這一發現本身，已經足夠令人吃驚，「我們已經預料到，這會在學界引發重大反響。」曹原表示。

然而，更令人欣喜的發現還在後邊：通過對電場的稍微調整，扭曲的薄片就變成了超導體，在其中，電流可以沒有阻力的流動（Y. Cao等，Nature 556, 43-50;2018）——這意味著，只要將兩層石墨烯旋轉到特定的角度，也就是所謂的「魔角（magic angle）」疊加時，它們就可以在零阻力的情況下傳導電子。而該發現很可能是數十年來尋找室溫超導體十分重要的一步。在進行重複試驗後，實驗組相信，這個發現是真實的。

在此前，科學家們已經孜孜不倦的探索，如何將在低壓、高溫下實現材料超導性的方法應用於生活中，而這個目標也一直是應用物理界最大課題之一。而上述發現無疑將這一目標又拉近了一步。

曹原作為第一作者在《自然》上發布的論文。圖自：《自然》雜誌網站

而這一系列的研究成果，最終在2018年3月5日，以連續兩篇論文及後附一篇評述的形式，發布在了《自然》雜誌上，通訊作者為曹原所在實驗室的帶頭人賈里洛-埃雷羅教授，而這兩篇《自然》論文的第一作者均為曹原。

「（針對這一發現）我們能做的事情實在是太多了，」紐約哥倫比亞大學的物理學家科里·迪安(Cory Dean)表示：「我們現在掌握的機會，多到甚至不知道從何下手了。」

斯坦福大學的物理學家、諾貝爾獎獲得者羅伯特·拉福林（ Robert Laughlin）也在接受採訪時稱：「我們可以期待，在接下來的幾個月里，會有瘋狂的實驗活動來填補目前這一理論藍圖中缺失的部分。」

前導師：他已接到全世界多所大學職位邀請

曹原的生活並不止眼前的試驗數據。他的導師在接受《自然》雜誌採訪時稱，曹原像個「修補匠」，工作以外的時間非常熱衷於用自製的相機和望遠鏡拍攝夜空。「每次我走進曹原的辦公室，裡面都亂糟糟的，計算機被拆開了，桌上滿是望遠鏡零件。」賈里洛-埃雷羅說。

而在曹原發布的簡歷的興趣愛好一欄，他寫下了自己愛好天文攝影，喜歡用照相機和天文望遠鏡拍攝恆星和星雲，同時也非常熱愛徒步和建造。除此之外，曹原還有一些不那麼「理工男」的愛好，例如喜歡彈鋼琴，以及用數碼板畫畫動畫插圖。

曹原的天文攝影作品。圖自：中科大新創基金會

未來的科研生涯將會走向何方，曹原說自己並不知道。曹原在接受《自然》雜誌採訪時只是說：「對於石墨烯的『魔角』，我們要做的事情還有很多。」

而他的本科導師，中國科技大學物理學家曾長淦表示，世界各地已經有多所大學向自己的高足拋出了橄欖枝，不僅有博士後的職位，而且還有教職。此前，在2014年，曹原曾榮獲中大本科生的最高榮譽——郭沫若獎金。

「在中國的凝聚態物理學家中，每個人都知道他的名字。」曾長淦說。

紅星新聞記者丨翟佳琦 編譯

編輯丨張尋

對於此事，你怎麼看？

本文為紅星新聞（微信號：cdsbnc）原創

如果您發現本新聞有虛假不實等問題

歡迎向我們後台留言舉報

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！