伦敦时间2020年5月6日，中科大2010级少年班校友、美国麻省理工学院“95后”博士生曹原分别以第一作者兼共同通讯作者、共同第一作者的身份在最新一期《自然》上连发两篇石墨烯论文。
　　其实，早在2018年3月5日，《自然》就在网站连发两篇以曹原为第一作者的重磅石墨烯论文，并专门配发了宾夕法尼亚大学教授Eugene J. Mele对这一重大突破的评述。曹原也因此成为在《自然》上以第一作者身份发表论文的最年轻中国学者。
　　2018年12月18日，《自然》杂志发布了2018年度科学人物，位居榜首的正是曹原。许多报道将其称为“中国潜在的最年轻的诺贝尔奖获得者”。

到底有多厉害？

　　《自然》（Nature）与《科学》（Science）、《细胞》（Cell）并称世界三大顶级科学期刊。
　　能够在三大期刊上发文，是无数科学家孜孜以求的目标，也是评选诺贝尔奖、竞选院士、展示大学和科研机构研究实力的重要依据。
　　不过，单是《自然》高达90%的毙稿率，就足以让人望而生畏。
　　从全球范围内来看，有能力在三大期刊发表文章的，要么是世界顶级实验室，要么是世界顶级团队，要么两者兼具。
　　这些顶级队伍的专家教授，一边争分夺秒地做实验，一边密切盯着竞争对手的动向，打开電脑第一件事就是，看三大期刊发表了哪些相关领域的论文，如果没有新的，就可以松口气，如果别人发表出来相关成果，自己的研究差不多就前功尽弃了！
　　曾在《科学》发表论文、后被普林斯顿大学聘为终身教授的颜宁，曾用“向死而生”描述这种状况。
　　曹原在21岁的年纪，就作为第一作者，一次性发表了两篇，堪称“神之操作”。
　　而且，《自然》等不及排版就先行在网站上刊出，并配以第三篇文章作评述，可见其重视程度之深。
　　更厉害的是两年后，他在《自然》上再次连发两篇，介绍魔角石墨烯研究的新突破。

为超导体30年之寻打开新思路

　　2018年引起轰动的两篇论文，到底讲了什么？
　　曹原及其团队发现，将两层石墨烯叠加在一起，当转角接近魔角（Magic angle）即1.1°、同时温度环境达到1.7K（-271℃）时，它们会表现出非常规超导电性，其属性与铜氧化物（其结构往往难以调整）的高温超导性类似。
　　其实，要想理解这两篇论文的意义所在，先要了解什么是超导电性。
　　1911年，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯等人发现当汞被冷却至接近0K（-273℃）时，电子可以通行无“阻”。他们将这个“零电阻状态”称为“超导电性”。具有超导电性的材料有很强的应用价值，因为，一般材料在导电过程中会消耗大量能量。
　　以传输电缆为例，从发电站到用户的传送过程中，消耗损失的能量越小，经济效益越大。
　　超导体的出现，使传输过程中的能量损耗几乎为零。不过，目前绝大多数超导体仅在接近0K（-273℃）温度下工作，维持低温使超导体的应用成本显著提升。
　　如果材料能在室温下实现超导，就能避开昂贵的冷却费，彻底改变能量传输、医疗扫描仪和运输等相关领域的现状。
　　既然室温超导效益这么好，那找到合适的材料不就行了吗？没这么简单，目前，材料达到超导状态的最高温度约为133K（-140℃），这种材料就是铜氧化物，于20世纪80年代被发现。
　　30多年来，在寻找室温超导体的路上，铜氧化物一直是物理学家关注的焦点。
　　但是，上文也提到了铜氧化物的结构往往难以调整，所以，很难通过实验发现其实现超导的机制。曹原及其团队的贡献就是，在描述双层石墨烯的电子密度与温度关系时，发现了与铜氧化物超导体相似的结果。这为物理学家发现铜氧化物超导机制提供了一个前所未有的体系，也为寻找室温下的超导材料提供了思路。
　　研究的另一亮点在于，仅用纯碳基的石墨烯来实现超导相，也是人们期待已久的。因为石墨烯有各种奇特的性质，比如高电导率、透光率、机械强度、稳定性等等，都已不同程度地得到了应用，唯独超导性质迟迟未能实现。
　　有网友就此评价：《自然》应该为能刊发曹原团队的文章而感到荣幸。
　　而2020年最新的两篇论文意义依旧重大，在第一篇论文中，曹原等人致力于通过对扭转角的控制，将魔角特性推广到其他二维研究体系，以调谐和控制电子—电子相互作用的强度，实现相似的物理行为。

　　研究结果将为探索多平带双扭超晶格中扭角和电场控制的相关物质相提供理论依据。
　　在另一篇论文中，曹原等人致力于研究扭曲角的分布信息。他们以六方氮化硼（hBN）封装的MATBG为研究对象，通过使用纳米级针尖扫描超导量子干涉装置（SQUID-on-tip）获得处于量子霍尔态的朗道能级的断层图像，并绘制了局部θ变化图。这项研究为相关物理现象的实现和应用提供了指导。

中科大的传奇人物

　　曹原取得如此卓越的成就，得益于麻省理工学院的超强团队，同时也离不开中科大的悉心培育，尤其是中科大少年班的“超常教育”。
　　中国科学技术大学少年班最早由诺贝尔物理学奖获得者李政道先生提出。1975年5月，他在回国访问时发现，中国各行各业百废待兴，科技人才严重断档，于是通过周总理向毛主席建议：“从全国选拔很少数，约十三四岁左右的、有培养条件的少年，到大学去培训”，培养一支“少而精的基础科学工作队伍”。旨在从少年人才入手，使全国各类人才培养步入正轨。 　　1978年3月8日，中国科学技术大学创建了少年班，主要招收尚未完成常规中学教育但成绩优异的青少年接受大学教育。
　　其目的是探索中国优秀人才培养规律，培养在科学技术等领域出类拔萃的优秀人才，推动中国科技、教育和经济建设事业的发展。
　　40年间，中科大少年班输出的卓越人才不胜枚举，遍布社会各界。
　　毕业于中科大少年班的曹原，延续着师哥师姐们的优秀，也扛起了中科大的荣耀。
　　曹原出生于1996年，2020年才24岁。他从小就是大人口中“别人家的孩子”：初一只读了一个月，初二读了三个多月，初三还没待够半年就参加了中考，并顺利考上了深圳耀华实验学校。
　　耀华实验学校以“超常教育”闻名，主管该项目的是副校长朱源，曾任教中科大少年班20多年。
　　曹原对化学和物理非常感兴趣，做化学实验所需的硝酸银很贵，也很难买到，他就买来了硝酸，把妈妈的银镯子放了进去，人工“合成”了硝酸银。
　　高中学业十分繁忙，他放学回家就晚上10点了，但依旧要花一个多小时的时间捣鼓各种化学试剂。
　　2010年，14岁的曹原以高考理科669分的成绩考入中科大少年班学院，并入选 “严济慈物理英才班”。
　　天才代出的中科大少年班竞争激烈，曹原在其中却如鱼得水。
　　有同校的知乎网友回忆，经常在各大教授的办公室看到胸前挂着钥匙的曹原一脸认真地请教问题。
　　中科大教计算物理课的丁泽军教授，因教学严谨、苛刻，让许多学生“闻风丧胆”，人称“丁老怪”。
　　但這位“丁老怪”却对曹原赞赏有加，他曾表示曹原是“很聪明的家伙”，本科时仅用一个寒假的时间，就完成并发表了计算机物理课程中相关研究成果的文章，“真的是怪物啊！”
　　现在，丁教授每年上计算机物理课绪论时，都会提到曹原。
　　中科大物理学院曾长淦教授也证实——“这是在我实验室混过的娃。”
　　“（本科）在我们实验室还发了一篇PRB（物理学术期刊）理论文章。当时就觉得他太厉害了。”“他是如此的令人放心：只要把题目交给他就行，他一定能做出来！”
　　除了发表论文这一爱好，曹原还喜欢摄像、天文，经常在朋友圈发天文观测的照片。
　　当然，曹原开挂的人生远不止这些，2012年，他被选为首批交流生赴密歇根大学学习;2013年6月，被牛津大学选中，受邀做两个月的科研实践;2014年，获得中科大本科生最高荣誉奖——郭沫若奖学金。不久，他在牛津大学实践时的导师陈宇林教授推荐其前往麻省理工学院深造，目前，曹原在电气工程与计算机科学系攻读博士，师从物理学家Pablo Jarillo-Herrero，也就是本文提到的4篇石墨烯论文的通讯作者，即项目总负责人。
　　一位与曹原熟悉的少年班学霸表示：我们都觉得他可能成为下一个庄小威，这一点都不过分。因为他实在是太强了，以前在中科大就是传说级的人物。
　　现在，曹原并没有停下他的脚步，又投入到了新一轮的实验与学习中。
　　未来，中国更多的少年英才，将继续书写自己的辉煌，并为祖国的繁荣做注脚。

　　曹原：麻省理工学院博士，《自然》2018年年度科学人物榜首
　　语录：
　　“我把世界难题都攻克了，还稀罕那张美国绿卡？”
　　◎ 来源|瞭望智库