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今天,中国又一个华裔让世界当刮目相看

华裔网作者:吕红尚

 

曹原,男,1996年出生,籍贯是四川成都,美国麻省理工学院博士生。在《自然》上以第一作者身份发表论文的最年轻中国学者。201812月,获《自然》杂志2018年度影响世界的十大科学人物。

一只命运的蝴蝶,正挥动着改变世界的翅膀。是他通往核聚变时代的前沿材料,让困扰全球科学界107年的难题——未来人类从地球走向宇宙的必由之路,得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。如同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。

20079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。它以“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群雄: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,20099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,除了学习的课桌,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,622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!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,即便是有同学们的群雄环绕,和老师们的魔鬼训练,曹原,这位不世之材,却依旧冠绝群伦、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段话: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,

曹原主动找上曾长淦教授,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”。2014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!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。为了寻找这种“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”,竟然在黑暗时代点燃了星星之火...

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!

201835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。36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!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: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!一朝成名,天下雷动,在数据确凿的论文面前,所有人都不能不无视曹原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。

38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等等的榜样。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!为中国华裔拳拳之心,才是我们中国华裔,能够万代绵阳不断,一泄日日天天点赞!

(作者说明:我文中内容来自各个报道整合引用,没有利益,不为版权什么,只为歌颂我们百年有一回的中国华裔子孙曹原的骄傲而笔,尊请大家理解支持为盼!)