自古“英雄”出少年，2018年度十大科学人物的名单均已出炉

作为国际顶尖的科学杂志之一，《自然》杂志（Nature）创办于 1869 年，聚焦科学界历年的重大发现、突破、以及科研成果。

根据 2018 年公布的资料显示，《自然》在 2017 年的最新影响因子为41.577。就这个数字来看，尽管无法与神刊 CA 相媲美，但也一直是非常有影响力的期刊，包括很多科研机构都会选择将重要的科研成果投向《自然》杂志。

2018 年 3 月 5 日，《自然》以背靠背的长文形式，连续刊登两篇文章，介绍了麻省理工学院有关“墨烯超导”的重要发现，并配以第三篇文章作为评述前述成果。

一时间，这项研究成果引起了物理界的轰动。据了解，寻找低成本超导材料的问题已经困扰了物理学界近一百多年，而“墨烯超导”这项研究成果为超导研究带来了全新思路。

▌自古“英雄”出少年

据了解，这篇论文的第一作者就是来自中国的现年仅 22 岁的博士研究生——曹原。

公开资料显示，曹原生于 1996 年，籍贯四川成都。2007 年，曹原到深圳耀华实验学校读书，当时的学校副校长朱源正是中国科学技术大学少年班的创办人之一。  

2010 年，14 岁的曹原用三年时间读完小学六年级、初中、高中的课程，以理科 669 分的高考总分考入中国科学技术大学少年班，并入选“严济慈物理英才班”。

2012 年，他作为中科大首批交流生，被派去美国密歇根大学。

2013 年，他获得中科大“顶级海外交流奖学金”，同时被牛津大学选中，受邀做两个月的科研实践。

2014 年，曹原荣获中国科技大学的郭沫若奖学金。

据当时中科大物理学院教授曾长淦回忆：

“我实验室出了很多位郭沫若奖，但曹原在其中还是显得卓尔不群，非常特别。我们的研究以实验为主，但曹原发的却是理论文章。虽然在实验选题、方向与写作上我可给他指导，但在技术细节上无法手把手教他。曹原是如此令人放心：只要把题目交给他就行，他一定能做出来！聪明人很多，曹原却还主动。计算遇到困难，他永远会想尝试其他的软件方法……”

随后，在牛津大学实践时的导师陈宇林教授，推荐曹原前往麻省理工深造攻读电气工程与计算机科学系博士学位。

2014 年，曹原加入了 Pablo Jarillo-Herrero 在麻省理工的研究团队。四年的学习中，曹原所在团队就一直试图攻克石墨烯的超导性问题。

2017 年 8 月，他的团队理论上发现了：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。但，真正实现 1.1°叠加操作，并非易事。

直到 2018 年 3 月 5 日，曹原成功实现并公布了石墨烯的“超导电实验”结果。

曾长淦表示，全球各大高校已经在用博士后，甚至是教职岗位来吸引他，“他的名字在国内凝聚态物理学界无人不晓。”学校很希望他能回来，但曾长淦认为曹原目前应该待在美国，“那里更容易看到星星。”

▌讲讲这项研究的重要性

资料显示，

1911 年，荷兰物理学家，海克·卡末林·昂内斯发现，当汞被冷却至接近 0K（-273℃）时，电子可以通行无“阻”，从而将能源损耗降到最低，这个“零电阻状态”被称为“超导电性”，这也是人类第一次发现超导体的存在，昂内斯因此获得了诺贝尔奖。

但超导体要在接近绝对零度（-273℃）的环境下，才能显现其近乎 0 损耗输电的能力，而这其中的材料，冷却成本却高得让人绝望。

之后，全世界的科学家们，都在寻找这种“低成本超导材料”。诺贝尔奖获得者 Robert B. Laughlin 说：物理学家们已经在黑暗（超导研究）中，徘徊了 30 年......

曹原表示：“我们已经预料到这将会整个领域带来重大影响。”但是更好的消息还在后面：只要稍微调整下电场，扭曲的双层石墨烯就能成为一个超导体，让电子实现零电阻流动 。他们在第二个样本中观察到了同样的现象，最终确认了自己亲眼所见的事实。

曹原先将单层石墨烯撕裂，组成方向相同的双层石墨烯，并在此基础上进行微调校准。他还通过调整低温系统，达到了能让超导态更为显著的温度。

通过简单的旋转就能让原子厚度的碳材料产生复杂的电子态，这一研究成果让物理学家争相对其它扭曲二维材料的奇异行为进行实验。

一些物理学家甚至希望石墨烯能够解释复杂材料为何会在更高的温度下成为超导体。哥伦比亚大学物理学家 Cory Dean 表示，“我们接下来可以做的事情太多了，眼前的机会巨大。”

▌入选《自然》杂志十大人物：

据了解，近日《自然》2018 年度十大科学人物的名单均已出炉，其中位居榜首的正是这位少年天才曹原。

《自然》特写板块主编 Rich Monastersky 表示：“本年度十大人物的故事涵盖了今年最重要的科学事件，从发现超导态到饱受批评的人类基因编辑。”

值得一提的是，上月喧嚣尘上的“基因编辑婴儿”事件让来自中国的研究者贺建奎备受众人指责。基因编辑技术，无论是用在人类医学、动植物育种还是药物筛选领域，都存在技术与伦理道德层面的双重考验。

《自然》杂志也评价他为：“CRISPR 妄为者”。

剩下八位 Nature 年度人物入选人名单依次是：

Viviane Slon 古遗传学家

在对大约 9 万年前的古人类化石进行 DNA 测序时，她发现遗该骸竟是来自于两个已经灭绝人种的结合。这项研究揭示了第一个已知的人类混血儿遗骸。

Jess Wade 物理学家

她为包括女科学家在内的“弱势”群体撰写了约 400 篇维基百科条目，通过演讲为女性科学家发声，李利用社交媒体还击不当言论，她希望打破性别歧视，争取科学界男女平权。

Valerie Masson Delmotte 气候研究员

参与制定并总结发表了政府间气候变化专门委员会（IPCC）的特别报告。她针对气候变化提出警告：十多年后，地球平均气温将比 19 世纪中叶上升 1.5 摄氏度。

Anthony Brown 天文学家

领导 400 人研究团队，今年 4 月发布了飞船监测的第一组重要数据，天文学家可利用这些数据绘制银河系的三维分布图，从而帮助他们认识银河系的演化。

杨美盈 马来西亚科学环境部长

作为新任能源、科学、计划、环境和气候变化部长，她致力于减少一次性塑料的使用。

Barbara Rae-Venter 基因系谱学者

利用公共基因组数据破解了 40 多年前的悬案，目前她已经为 70 多个案子提供了基因谱系方面的技术支持。

Robert-Jan Smits

发起了全球令人关注的“S 计划”，经过他的推动，目前 16 家资助机构签署协议：要求到 2020 年，其资助的研究论文一经发表就应免费开放，中国对“S 计划”也表示积极支持。

Makoto Yoshikawa 天文学家

日本宇宙航空研究开发机构发起的“隼鸟 2 号”（Hayabusa 2）小行星探测计划。将于 2020 年将采集到的岩石样本送回地球。