面孔丨少年物理学家曹原

稿源:南方人物周刊 | 作者: 李雨 日期: 2019-01-03

大众对这个少年物理学博士充满期待

12月18日,国际科学期刊 《自然》发布了2018年年度科学人物——该期刊每年都会选出十位对科学界影响重大的人,22岁的中国人曹原因位居榜首而引发大众关注。《自然》称:“物理学家曹原协助发现了让石墨烯实现超导的方法,该研究成果开创了物理学一个全新的研究领域。”

《自然》是世界三大顶级科学期刊之一。2018年3月5日,《自然》发表了两篇以曹原为第一作者的重磅论文。第一篇提供了一个全新的、可以调节的平台,以此研究电子-电子的强关联效应;而第二篇则提供前所未有的体系供物理学家研究困扰了物理学界三十多年的高温超导之惑。

在此之前,人类对超导体的研究止步于1986年德国物理学家柏诺兹和缪勒发现的一种铜氧化物,这种材料能达到超导状态的最高温度约为133K(-140°C),而目前还没有能在常温下实现超导的材料。曹原及其团队的发现为未来的能量传导提供了理论基础和实现方向。

虽然曹原提到这项工作短期内没有实际应用,但哥伦比亚大学的物理学家科里·迪安针对这个发现表示:“我们能做的事情实在是太多了。”诺贝尔奖获得者罗伯特·拉福林也评价道:“我们可以期待,在接下来的几个月里,会有疯狂的实验活动来填补目前这一理论蓝图中缺失的部分。”

1996年,曹原生于四川成都。三岁时,他随父母亲来到了深圳。中学时代,曹原就因智慧过人,“占了”一间校长办公室,和另外两名同学组成一个小小班学习;14岁,他读完了初中和高中的课程,以669分的成绩考进了中国科技大学(以下简称“中科大”)的少年班,入选“严济慈物理英才班”;15岁,他主动到中科大物理系教授曾长淦的实验室学习,之后还在凝聚态物理领域的国际著名期刊上发表了一篇理论研究论文;18岁,他获得了中科大本科生最高荣誉奖——郭沫若奖金;之后获得去美国麻省理工学院深造的机会,师从物理学家Pablo Jarillo-Herrero……

此次发现正是曹原和Jarillo-Herrero的合作成果。在团队中,曹原主要负责考察在堆叠的双层石墨烯中,将其中一层相对另一层旋转极小的角度后会发生什么?将平行的双层石墨烯扭曲至约1.1°的“魔角”的过程中,需要不断试错,Jarillo-Herrero认为曹原的实验技巧至关重要。

从小,曹原就是个“动手达人”。中学时,他会把教室的讲台或桌子拆开,观察里面的构造;会去深圳华强北买一大堆电子元件回家研究电子线路;会偷拿妈妈的银镯子到学校的实验室,用硝酸合成硝酸银;甚至购置一批化学、物理仪器在家里搭建一个小实验室……后来在麻省理工学院深造期间,他的办公室也是乱糟糟的,计算机和自制的望远镜堆满办公桌。

年少的他在研究方面表现出成熟一面。Jarillo-Herrero记得,有一回曹原花了六个月研究一份看起来会有突破性发现的数据,最终发现那不过是实验设置中的巧合,曹原沮丧,但又撸起袖子继续干下去。曹原曾说:“当事情失败时,不要责怪自己,因为这就是生活!”关于未来,曹原还没具体方向,只是表示“关于魔角石墨烯,我们还要做很多工作”。

因为年纪与成绩的巨大差异,也赶在了中科大少年班创建四十周年这一时间点,曹原成为了一个耀眼的符号,在互联网上激起了很大的反响。大众对这个少年物理学博士充满期待,而从前媒体“捧杀”神童的悲剧也时刻敲响警钟,对这个成长在互联网时代的“天才少年”,我们是抱着乐观态度的。

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南方人物周刊 2019 第2期 总第580期
出版时间:2019年01月10日
 
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