实证⽯墨烯超导的曹原,最年轻的诺贝尔奖可能就要诞⽣在中国
今天,⼀只命运的蝴蝶正挥动着改变世界的翅膀,是通往核聚变时代的前沿材料,是困扰全球科学界107年的难题,它是未来⼈类从地球⾛向宇宙的必经之路。
⽽解决这⼀百年⼤难题的⼈,是来⾃于中国的⼀位天才少年。当前,世界数百位顶级科学家正试图让他的科研成果扩⼤化。⼀旦这个成果投⼊市场,它将为中国乃⾄世界能源节省数⼗万亿⼈民币。这个“他”就是2018年度⼗⼤科学家之⾸、全球顶级科学杂志《⾃然》最年轻的论⽂发表者:年仅23岁的四川少年,曹原!
1996年,曹原在素有天府之国美称的成都出世。当时,西南地区普遍贫穷,成都虽然是省会城市但与北上⼴深这样的⼤城市相⽐连望其项背的资格都没有,为了孩⼦的教育也为了将来事业的发展在曹原三岁时他⽗母就举家搬迁到深圳。90年代的深圳,有三多:钱多、商⼈多、电⼦产品多。成长于深圳浓烈电⼦氛围中的曹原⾃打记事起,就对铺满各种元
件和线路的电⼦产品产⽣了极⼤的兴趣。当时他最喜欢做的事便是从电⼦市场淘⼀⼤堆物件回来拆了装,装了⼜拆。拆装难不倒他后他⼜去研究⾥⾯的电⼦线路;反正就是不想消停。就像是亚马逊丛林的⼀只蝴蝶,轻轻挥动翅膀就能掀起⼀场飓风那样。正因为曹原从⼩对电⼦产品的兴趣为他⽇后改写世界科学进程埋下深深的伏笔。
2007年9⽉,11岁的曹原成功考取深圳耀华实验学校。这所学校可不是⼀般的中学⽽是以“超常教育”闻名⼴东全省,简单来说它就是⼀所专门培养“天才少年”的学校。在深圳耀华,⽼师们经常⽤这么⼀句话来教育孩⼦:不好好念书,你们只能考本地的深⼤!
深圳⼤学,⼴东⼋所顶级⼤学之⼀,腾讯创始⼈马化腾的母校,但在耀华⽼师的眼⾥它只是差⽣才会读的⼤学。对于耀华⼈⽽⾔清华北⼤才是他们的初级⽬标,⽽更⾼级的⽬标是诸如⿇省理⼯、⽜津、斯坦福这样世界顶尖⼤学。虽然耀华中学的学⽣个个都是⼈中龙凤,但⾝材瘦⼩、其貌不扬的曹原仍然以⾼超的知识理论鹤⽴雄。
⼀个⽉学完初⼀全部课程,三个⽉学完初⼆全部课程,不到半年,整个初中的课程被他全部搞定。
深圳耀华实验学校演员曾晖
2009年9⽉,年仅13岁的曹原就从初中部直接升到⾼中。当所有⼈都以为⾼中的复杂的学业能延缓他的“进攻”步伐时,曹原却再次以逆天之举颠覆了所有⼈的认知极限。短短⼀年时间内,曹原不仅学完了⾼中的全部知识;甚⾄还有⼀⼤半时间去折腾实验。在学校和家⾥,除了学习的他呆得最多的地⽅就是布满各种仪器的实验室。
在⼀次物理实验中⽼师黄佳堂告诉他:
“如果有⼈能在常温状态下发明出⼀种超导材料,就可以颠覆整个世界。”
年轻⽓盛的曹原被⽼师这段话吸引了,他时常追问⽼师这要怎么做。但⽼师终究只是⽼师,不是科学家他只能⽤满怀希翼的⼝⽓对曹原说:
“⽼师已经⽼了,这是你们这代⼈必须攻克的问题!”
正是⽼师这段话打开了曹原对物理认知的新⼤门,也打开了世界科技的新⼤门。
2010年,14岁的曹原迎来⼈⽣第⼀次⾼光时刻:⾼考6⽉22⽇,⾼考成绩公布他以理科669的⾼分被中科⼤⽆条件录取。想当年,歼20总师杨伟被西⼯⼤提前录取时,也才15岁。三⼗多年后,舞勺之年的曹原⽤“14”这个数字打破了历史!
中科⼤录取曹原后,没有任何犹豫直接把他送进了“严济慈物理英才班”。中科⼤本⾝就是培养科学家的⼤学,⽽严济慈物理英才班更是定向培养未来顶级科学家的地⽅。⽤军事术语来说,就是特种部队中的特种部队!
杨凯雯能进这个少年班学习的⼈,都是经历过⼀轮⼜⼀轮惨烈的厮杀;最后才留下了精英中的精英。然⽽,即便是有同学们的
能进这个少年班学习的⼈,都是经历过⼀轮⼜⼀轮惨烈的厮杀;最后才留下了精英中的精英。然⽽,即便是有同学们的雄环绕和⽼师们的魔⿁训练。曹原,这位不世之材却依旧冠绝伦、独占鳌头,成为这个班最靓的“仔”!但不管⾝处何地,他时常想起⾼中时⽼师说的那句话:“这是你们这代⼈必须攻克的问题”。
曹原是时代的佼佼者,命运与性格的始然让他视此为⼈⽣最⼤的使命!
于是,念到⼤⼆时曹原主动上曾长淦教授希望能去他实验室学习⽯墨烯超晶格知识。后来,每当有⼈提起曹原时,以教学严苛著称的曾长淦教授⾃豪的夸赞道:“这是在我实验室混过的娃,他还发表了⼀篇论⽂,当时就觉得这个孩⼦太厉害了。虽然我的实验室除了很多位郭沫若奖,但他在其中⾮常特殊,必有⼤成”!
曾教授说得没错,曹原不仅成就了个⼈,还成就了⼀个时代。2012年,作为中科院⾸批国际交流⽣,曹原被派往美国顶级研究型⼤学——密歇根⼤学学习。
2013年,曹原获得中科⼤“顶尖海外交流奖学⾦”。同年,他被英国顶级研究型⼤学⽜津⼤学选中,受邀前往伦敦做为期两个⽉的科学实验。
2014年,曹原再次获得中科⼤最⾼荣誉奖:郭沫若奖学⾦!
2015年,命运的转折点与曹原正⾯相撞。他被导师看中,推荐⾄当时全球第⼀⼤理⼯科⼤学——⿇省理⼯学院攻读博⼠学位。从那天起曹原迎来了⼈⽣第⼆次⾼光时刻,改变世界的序幕即将被他拉开!在⿇省理⼯学院读书期间,这位天之骄⼦废寝忘⾷的搞研究只因为⼀件事:让⽯墨烯成为那个颠覆世界的超导材料!
众所周知,⾃第⼆次⼯业⾰命以来,电⼒就成为⼈类社会不可或缺的次级能源。⼯业⽣产需要⽤电,居家⽣活需要⽤电,战争机器需要⽤电,交通设备需要⽤电,没有电⼈类社会⾄少倒退三百年!
注:初级能源是指铁矿⽯、⽯油、橡胶这样⾃然⽣成的能源;次级能源则是指钢铁、电⼒这种需要⼈⼯⼆次合成的能源。
然⽽,电⼒在发电站传输到终端⽤户的过程中,电能会随着传输距离的加长⽽不断衰减。为了保证电能的稳定性,发电站只有通过燃烧更多的能源解决损耗问题。⾯积狭⼩的国家还好,说国⼟⾯积⼤的国家就⾮常烧钱了。美国为什么停电事故频发?因为美国没有⼀张全国性电⽹。
⽽其原因主要有两点:⼀是资本家对电⼒供应进⾏划区域垄断;⼆是美国国⼟⾯积太⼤,建⽴⼀张全国性电⽹所需的能源消耗任何⼈都承担不起。中国虽然⽤特⾼压输电技术解决了全国⼀张⽹的问题。但电能供应对初级能源的消耗,依旧⾮常惊⼈。
⾃19世纪电⼒发明以来,为了解决在传输中的损耗问题⽆数应⽤型物理学家付出了巨⼤的⼼⾎。终于在1911年荷兰物理学家海克·卡莫林·昂内斯有了重⼤发现。经过⽆数次实验,卡莫林最终确认:汞在温度接近0K的极限值,也就是-273℃时流通的电⼦会⽆限接近于“⽆阻”,通⾏其在传输中对能源的消耗最低,可以降⾄零。卡莫林把这个“零电阻状态”称之为“超导电性”。作为⼈类史上第⼀个发现超导体存在的科学家卡莫林因此于1913年被授予诺贝尔奖。
虽然证明了超导体对控制电⼒损耗的有效性,但问题是能在-273℃环境下实现电⼒零损耗传输的材料,⼏乎没有。为什么说“⼏乎”?因为有这种材料,但冷却成本⽐发电成本还⾼,没有任何市场价值。⽽⼀种⽆法投⼊市场使⽤的材料根本不能产⽣经济效益,换⾔之这种材料没有任何作⽤。
科学家们并不死⼼,为了寻这种“低冷却成本”的超导材料,他们极尽疯狂。终于在1980年欧洲物理学家发现铜氧化材料最低温度可以达到-140ºC。但由于排列结构难以调整,⽆法进⼀步降温,这剩下的133ºC就像是⼀道天堑横亘在所有物理学家的实验室中,纵算他们穷尽毕⽣余⼒也⽆法解开铜氧化超导的秘密。此后的整整三⼗年⾥,物理学家们⼀直徘徊在解开铜氧化超导研究的⿊暗中。这三⼗年,⼜被科学家们称之为“电⼒物理界的⿊暗时代”。
有⼈妄⾔:按照当前的技术⽔平能实现卡莫林超导电性的材料,再过五⼗年都研究不出来!看着那133ºC的差距,那种发⾃内⼼的绝望,让很多物理学家饱受煎熬。然⽽谁也没有想到曹原,这位来⾃中国年仅23岁的“准博⼠学⽣”竟然在⿊
发⾃内⼼的绝望,让很多物理学家饱受煎熬。然⽽谁也没有想到曹原,这位来⾃中国年仅23岁的“准博⼠学⽣”竟然在⿊暗时代点燃了星星之⽕...吉雪萍个人资料
2017年,在曹原攻读⿇省理⼯博⼠期间,他通过实验发现⽯墨烯的排列结构中具有⾮规超导电性的因⼦。他据此推测出:当两层⽯墨烯叠在⼀起发⽣轻微偏移的时候,材料的特性会发⽣剧变;并因此催⽣出超导体的性能。然⽽当时诸多物理科学家对这个结论⾮常嗤之以⿐,他们想当然的认为,⽆数顶级前辈历经107年都不曾解决的难题,怎么可能被这么⼀个名不见经传的中国学⽣解决,更何况他才23岁?在那些⼤师辈出的时代,23岁他们还在给导师打打下⼿呢。他们极其厌恶的觉得:这个来⾃中国的学⽣,⼀定是想成名想疯了!
⾯对种种质疑声,曹原并没有做出任何回应,实践才是检验真理的唯⼀标准。他要⽤成果狠狠的打他们⼀⽿光,虽然在理论转换为实验的过程中,曹原遭遇了种种困难;但他⼼态⾮常好每⼀次失败,他就安危⾃⼰:“实验失败是家常便饭,⼼态平和地对待失败就没什么压⼒还有成功的希望”!
有志者,事竟成,破釜沉⾈,百⼆秦关终属楚;苦⼼⼈,天不负,卧薪尝胆,三千越甲可吞吴!
在不知道经历过多少失败与⽇夜不眠之后,终于奇迹⼥神眷顾了曹原,见证奇迹的时刻到了:当他把两层⽯墨烯材料旋转到特定叠加值时超导体诞⽣了!
虽然成功让他欣喜若狂,但他并没有被胜利冲昏头脑。曹原深知,在理论储备异常严苛的科学界,成功⼀次或许是偶然,你必须具备⾜够充分的理论⽔平才能证明它的有效性。于是,他⼜经过六个多⽉的反复试验,最终确⽴起⽯墨烯传导的全⽅位理论!
2018年3⽉5⽇,曹原把论⽂投给世界顶级科学杂志《⾃然》。收到曹原的投稿后,《⾃然》编辑部⼀⽚哗然,连版都没来得及排就在⼀天之内连续刊登了两篇曹原关于⽯墨烯超导理论的论⽂。
3⽉6⽇,全球科学界四⽅雷动,⽆⼈不为曹原的论⽂倍感震撼。⼀位哥伦⽐亚⼤学物理教授惊呼:
“曹原为我们打开了新世界的⼤门,我们能做的太多了”!
冰箱的保养
⾃卡莫林发现超导体107年后,⾃欧洲铜氧化材料⽌步37年后。曹原这个名不见经传的学⽣,以⼀⼰之⼒扭转乾坤;为电⼒物理学界在⿊暗时代点燃了⼀把可以燎原的星星之⽕!
2014年华为CEO任正⾮在接受采访时说:
甘婷婷演过的电视剧未来10-20年内⼀定会爆发⼀场技术⾰命。这个时代将来最⼤的颠覆,是⽯墨烯时代颠覆硅时代。但是颠覆需要有继承性发展,现在芯⽚有极限宽度,硅的极限是七纳⽶,已经临近边界了,⽯墨已经是技术⾰命前沿边。
毫⽆疑问,曹原是这场新科技⾰命的发动者。在曹原论⽂发表之后的第⼗个⽉,⽯墨烯商业化道路正式开启。权威能源机构估测曹原在⽯墨烯领域探索的成果,不仅会带动电⼦产品的腾飞,更会为能源⾏业节省数万亿⼈民币的资⾦!
高云翔案王晶是大导演王晶吗⼀朝成名,天下雷动!在数据确凿的论⽂⾯前,所有⼈都⽆视了曹原23岁的年龄。从美国到欧洲,⽆数顶级⼤学和科研机构向他抛出橄榄枝。如果曹原愿意,他可以成为⿇省最年轻的教授或者欧洲科学研究院最年轻的学者,但他对这⼀切都不屑⼀顾。
3⽉8⽇,关于⽯墨烯超导论⽂轰动世界的第三天,曹原回到中科⼤这⼀天,是中科⼤少年班成⽴40周年纪念⽇。曹原将这份举世⽆双的研究成果当作寿礼以庆祝少年40⼤寿!那天,满⾝霞光的曹原说了⼀句平淡的话:
我是⼀个中国⼈,我学成以后要回到中国去!
⼀句如此平淡的话,却⼜照射出⼀个年轻中国学者乃⾄中华民族的伟⼤!
曾⼏何时,不少⼈都说中国没有核⼼科技。但他们忘了⼀点,最核⼼的科技从来不是技术,⽽是⼈才。⽑主席说
曾⼏何时,不少⼈都说中国没有核⼼科技。但他们忘了⼀点,最核⼼的科技从来不是技术,⽽是⼈才。
⽑主席说
过:“⼈,才是决定⼀切的关键因素”。中国不⽌⼀个曹原,更不⽌曹原⼀个科学家。
我们有为中国导弹事业不惜压上⾝价性命的钱学森,我们有为中国⽣物事业舍弃⼀切荣华富贵的施⼀公,我们有为中国量⼦事业⽢愿隐姓埋名数年的潘建伟。
2016年,中国留学⽣及华⼈回国总⼈数已⾼达265.11万⼈。新华社将之评价为:⼀个民族史上最罕见的⼈才回流潮!正是因为有他们,这⼀代⼜⼀代科学家前赴后继的努⼒,才有了今天敢于登顶世界之巅的祖国!
少年强,则中国强;少年进步,则中国进步;少年雄于地球,则中国雄于地球。
以曹原为标志的杰出少年,正开启中国史上最宏伟的强盛之路!
我们坚信未来的中国,必定有⼗个百个、乃⾄成千上万个曹原他们,必将⽤科技的星星之⽕点燃⼀个属于中华民族的伟⼤时代。
今天就让我们⼀起:为曹原,点赞!为祖国,祝福!