曹原

 12月18日，英国的《自然》杂志发布了2018年度十位科学人物，中国有两人入选，他们都毕业于中国科学技术大学。

 作为全世界公认的三大顶级科学杂志之一，《自然》杂志自从1869年创刊以来，就以报道全球科技领域里最重要突破为己任。这也让它见证了无数诺贝尔奖获得者的成长轨迹。该杂志每年遴选出十位对科学界产生重大影响的人士，囊括全年最重要以及最受争议的科学事件。《自然》特写版主编表示：“十大人物的故事浓缩了2018年度最难忘的科学事件，这些事件迫使我们思考我们究竟是谁、我们从哪里来、以及我们要去向何处的难题。”

 两位入选的国人是：年仅22岁的中国物理学家曹原，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，有望最终帮助提高能源利用效率与传输效率；科学家贺建奎宣布他编辑了一对双胞胎女婴的基因组，引发全球关注，这一做法受到了普遍批评。

 1．超导体的发现

 学过物理的都知道，传统导体由于电阻的存在，在长距离输电过程中会有很大的能量损耗。为此，在过去的百余年中，很多科学家都在试图找到能够将能源损耗降最低的导体。

 1911年，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯意外地发现，当温度下降到 4.2K(﹣268.95)时，汞（水银）的电阻会突然消失，呈超导状态。这是人类第一次发现超导体的存在！后来，他又相继发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性。昂内斯也因此获得了1913年的诺贝尔奖。

 只可惜，金属或合金的临界温度一般都很低，要维持这么低的温度必须依赖于昂贵的低温液体，这会导致超导应用的成本急剧增加，维持低温的成本甚至远远超过了材料本身的价值。换句话说，昂内斯的发现只能应用在科学实验和高新技术中，而不能在日常生活和生产中普遍应用。

 于是，在昂内斯之后，全世界的科学家们开始了追寻“高温”超导之路。当然，这里说的“高温”，并不是指大家平常理解的高温，而是相对原来超导所需的超低温高许多的温度。但这条高温超导追寻之路并没有想象的那么顺畅。

 在此后长达七十五年的时间内，所有已发现的超导体都只是在极低的温度（23 K）下才显示超导，直到1986年，缪勒和柏诺兹发现一种成分为钡、镧、铜、氧的陶瓷性金属氧化物具有高温超导性，临界温度可达35K（﹣240.15）。缪勒和柏诺兹也因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖。

 问题是，铜氧化物缺乏柔韧性和延展性，容易在承载大电流时失去超导电性而迅速发热，应用起来仍存在许多技术难度。与此同时，因为物理性质极其复杂，有关铜氧化物的超导机理也仍未被探之。

 2．曹原的研究工作

 2018年3月5日这天，《自然》用连刊两文的形式报道了石墨烯超导的重大发现，而第一作者均为曹原。不仅如此，杂志还专门为曹原团队的这两篇文章配了评述性文章。能够让见多识广的《自然》如此重视，足见曹原团队的这个重大发现有多么的震撼！

 在此之前的2017年8月，曹原和他团队发现了让石墨烯实现超导的方法。简单的说，只要将两层石墨烯，旋转到特定的“魔法角度”（1.1°）叠加时，它们就可以在零阻力的情况下传导电子，即刻显现超导特性！这一发现让所有为“低成本超导体”奋斗的科学家们兴奋不已：相比铜氧化物，石墨烯这种材料比较简单，且科学家已经对石墨烯研究得算比较透彻，所以，利用石墨烯来研究非常规超导现象，可以有效加快科学家实现室温超导的步伐。

 无疑，22岁的中国少年曹原，为延续了百余年并聚集了数代物理学家心血的超导研究带来了新思路！哥伦比亚大学物理学家Cory Dean就表示：“我们接下来可以做的事情太多了，眼前的机会巨大。”

 如此颠覆性的研究成果，《自然》杂志自然不会错过！在发布2018年影响世界的十大科学人物时，《自然》杂志将曹原放在榜单的第一位，也凸显了这个研究的价值和意义。

 3．好奇心成就了曹原

 翻看曹原的成长轨迹，你会发现：除了天赋异禀外，曹原的成功也和成长环境有关。在他很小的时候，就对科技才产生了极大的兴趣，更喜欢把各种东西拆了重建。学校和家庭对曹原异乎寻常的好奇心均采取了宽容的态度，以至于在曹原11岁时，就已经在学校的实验室用家里的银镯子和买来的硝酸合成了硝酸银。

 13岁考上高中的他，一年后即参加了高考，并以理科669分的高分被选拔进入中国科学技术大学“严济慈物理英才班”。大学期间，他分别前往密歇根大学和牛津大学进行交换研究，为自己的研究之路打下基础。毕业之后，曹原又远赴麻省理工攻读博士学位，并在那里潜心研究了四年的石墨烯超导课题，这才有了石墨烯传导实验的成功。

 用四年的时间去做同一件事，失败自然是家常便饭。曹原认为：心态平和地对待失败就没什么压力。吃一堑长一智，做的多了，慢慢有经验了，自然就攻克了。

 成功从来不是偶然的，优秀的人总有着众多相似的品质。

 4．一个极具潜力的团队

 在材料科学领域，除了曹原外，中国科学技术大学还培养出了多位闻名世界的顶尖人才。2011年3月2日，汤森路透集团发布了2000年到2010年全球最优秀的100名材料学家榜单，而前6名当中，除了第3名外，其余5人本科全部毕业于中国科学技术大学，比如著名的杨培东教授、殷亚东教授等，另外，在纳米能源领域非常著名的崔屹教授本科也是毕业于中国科学技术大学。

 根据ESI最新数据，中国科学技术大学的材料科学已经进入ESI全球前千分之一，并在全球高校当中排名第32名。更厉害的是，中国科学技术大学还拥有我国微尺度物质科学国家实验室。物理、化学是与材料科学联系非常紧密的两个学科，而在这两个学科上，中科大同样非常强悍，根据最新的ESI数据，中科大物理学、化学都已经进入ESI全球前千分之一，并分别在我国内地高校当中排名第三名、第四名。