22歲中國博士登《自然》榜首：少年班模式要不要繼續

《自然》雜誌18日發布了2018年度科學人物，位居榜首的是曹原。圖/《自然》網站截圖

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　　《自然》年度十大人物：天才曹原居首 賀建奎來去匆匆

　　曹原今年才22歲，就榮登《自然》年度人物榜首。這似乎是一位現象級的人才，因此，國內外媒體不吝以天才、神童等溢美之詞來讚譽。

　　22歲《自然》連發兩文，打破諸多紀錄

　　2018年3月5日，《自然》連刊兩篇論文，闡述石墨烯超導重大發現，第一作者均為曹原。

　　這兩篇文章都有獨特的重要發現。第一篇文章主要描述了旋轉雙層石墨烯在轉角接近魔角（正常條件下約為1.1°）時，能帶結構會接近於一個零色散的能帶，從而可能導致在這個能帶（實質上是兩個，分別處在相對於石墨烯狄拉克點的負摻雜和正摻雜）被半填充的時候，會經過一個金屬-絕緣體轉變，變成一個莫特絕緣體。

　　這個發現的主要意義在於，提供了一種全新的、可調節的平台來研究電子-電子的強關聯效應，也為困擾物理學家30年之久的高溫超導之惑，提供了一個前所未有的體系。

　　第二篇文章則具體解讀「有什麼有趣的強關聯效應可以研究」，並在今後投入應用。最有名的強關聯體系莫過於銅氧化物中的高溫超導轉變。在改進了實驗條件和儀器設備之後，曹原發現了少量摻雜莫特絕緣體相會發生超導相變，並且在多個樣品中觀察到了類似現象。

　　雖然曹原的研究結果還需要未來更多的研究證實，而且應用於實際可能還有很長的路要走。因為一直以來人們都希望用純碳基的石墨烯來實現超導相，而儘管石墨烯有各種奇特的性質，比如高電導率、透光率、機械強度、穩定性等，但是唯獨超導至今尚未實現。所以，僅僅以能在《自然》雜誌發表該論文就足以讓人刮目相看，以天才之名冠之並不為過。

圖/《自然》網站截圖

　　《自然》（Nature）《科學》（Science）和《細胞》（Cell）並稱CNS，是世界三大頂級科學期刊。能在三大期刊上發文，是無數科學家夢寐以求的目標，也是評選諾貝爾獎、競選院士、展示大學和科研機構研究實力的重要依據。據稱《自然》的斃稿率高達90%，曹原能一次性在上面發兩篇文章，展示了其深厚的功力。

　　而與中國其他著名的科學家相比，曹原也佔盡年齡優勢。被稱為中國「量子之父」的潘建偉院士是27歲在《自然》上發表第一篇論文的，中國結構生物學領軍人物施一公是32歲時在《自然》上發表第一篇文章的。從這個角度看，如果持之以衡和假以時日，曹原的學術成就不可限量。

　　曹原的研究未來或可改變互聯網

　　不過，曹原論文所提出的實際應用問題可能與2009年諾貝爾物理學獎獲得者、「光纖之父」高錕有相似性。早在20世紀60年代，高錕就提出了光纖理論，但當時並不為學界和業界認可，更被批評為「痴人說夢」。但高錕並未放棄，繼續研究和改良技術。及至1981年第一代光纖系統面世，直接改變了人們的生活。

　　曹原及其團隊的發現其實是為未來能量傳導，以及通信更快、通信質量更好和成本更低的互聯網提供理論基礎和指出實現的方向。

　　早在1911年，荷蘭物理學家海克·卡末林·昂內斯等人發現，汞被冷卻至接近0K（-273℃）時，電子可以通行無阻，因而這種「零電阻狀態」稱為「超導電性」。

　　一般材料在導電過程中會消耗大量能量，如果傳輸電纜從發電站到用戶的傳送過程中能量耗損越小，經濟效益越大。超導體的出現，使傳輸過程中的能量損耗幾乎可以降為零。然而，目前絕大多數超導體僅在接近0K（-273℃）溫度下才能工作，因此，以維持低溫來使用超導體既不現實，成本也極為昂貴。

　　但是，如果材料能在室溫下實現超導，那就不用維持冷卻的技術，也不必支付昂貴的冷卻費。這會使能量傳輸、通信的面貌煥然一新。不過，要想達到這個目標，還有大量的研究要做。這或許是曹原未來工作和研究的方向。

圖/《自然》網站截圖

　　曹原「橫空出世」，少年班要不要繼續

　　另一方面，曹原的「橫空出世」，似乎又重啟了千里馬與伯樂的爭論。用今天的話來講，就是科學家或人才，是發現的還是培養的。從曹原的情況看，這兩者兼而有之。

　　因為中國一直在探索培養天才少年的方法和教育過程，14歲的曹原從深圳耀華實驗學校，考入蜚聲中外的中國科學技術大學少年班，併入選「嚴濟慈物理英才班」，18歲從中科大本科畢業，前往美國攻讀博士。

　　從1978年3月8日中科大第一期少年班開學到今天，也恰好是高等教育改革的40年。少年班也可看作是拉開中國高等教育創新探索的序幕。但由於少年班的寧鉑後來出家等情況，人們對天才少年過早培養頗多質疑，認為少年班不利於少年的身心健康成長，給學校和社會造成人力、財力的巨大浪費。

　　隨著對少年班的爭議不斷，從20世紀90年代開始，在開設少年班的13所高校中，只剩下中科大和西安交大兩所學校還保留了少年班。

　　但曹原的出現，似乎又成了正面支持少年班的強有力證據。

　　當然，中科大的少年班也在不斷探索和改進，2008年成立了少年班學院，由三部分組成，分別為最早針對早慧兒童設立的少年班，成立於1985年；針對高考成績優異的學生、仿照少年班模式開辦的「教學改革試點班」；還有成立於2010年、通過先面試後高考錄取的創新試點班。

　　曹原作為少年班培養的一種現象級的天才，說明人才的培養應該是不拘一格，因材施教，而且發現和培養天才是並重的。

　　願曹原未來能取得更多成就。

　　□張田勘（科普學者）

　　編輯 李冰冰   校對 范錦春

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