今天,
一隻命運的蝴蝶
正揮動著改變世界的翅膀
它,是通往核聚變時代的前沿材料
它,是困擾全球科學界107年的難題
它,是未來人類從地球走向宇宙的必由之路
而解決這一百年大難題的人
是來自於中國的一位天才少年
當前,世界數百位頂級科學家
正試圖讓他的科研成果擴大化
一旦這個成果投入市場,它將為中國乃至
世界能源節省數十萬億人民幣
這個“他”
就是2018年度十大科學家之首、
全球頂級科學雜誌《自然》最年輕的論文發表者:
年僅23歲的四川少年,曹原!
1996年,曹原在素有
天府之國美稱的成都出世
當時,西南地區普遍貧窮
成都雖然是省會城市
但與北上廣深這樣的大城市相比
連望其項背的資格都沒有
為了孩子的教育
也為了將來事業的發展
在曹原三歲時
他父母就舉家搬遷到深圳
90年代的深圳,有三多:
錢多、商人多、電子產品多
成長於深圳濃烈電子氛圍中的曹原
自打記事起,就對鋪滿各種元件
和線路的電子產品
產生了極大的興趣
當時他最喜歡做的事
便是從電子市場淘一大堆物件回來
拆了裝,裝了又拆
拆裝難不倒他後
他又去研究裡面的電子線路
反正就是不想消停
就像是亞馬遜叢林的一隻蝴蝶
輕輕揮動翅膀就能掀起一場颶風那樣
正因為曹原從小對電子產品的興趣
為他日後改寫世界科學進程埋下深深的伏筆
2007年9月,11歲的曹原
成功考取深圳耀華實驗學校
這所學校可不是一般的中學
而是以“超常教育”聞名廣東全省
簡單來說它就是一所專門培養“天才少年”的學校
在深圳耀華,老師們經常用
這麼一句話來教育孩子:
不好好唸書,你們只能考本地的深大!
深圳大學,廣東八所頂級大學之一
騰訊創始人馬化騰的母校
但在耀華老師的眼裡
它只是差生才會讀的大學
對於耀華人而言
清華北大才是他們的初級目標
而更高級的目標,是諸如麻省理工
牛津、斯坦福這樣世界頂尖大學
雖然耀華中學的學生個個都是人中龍鳳
但身材瘦小、其貌不揚的曹原
仍然以高超的知識理論鶴立群雄:
一個月學完初一全部課程
三個月學完初二全部課程
不到半年,整個初中的課程被他全部搞掂
深圳耀華實驗學校
2009年9月,年僅13歲的曹原
就從初中部直接升到高中
當所有人都以為高中的複雜的學業
能延緩他的“進攻”步伐時
曹原卻再次以逆天之舉
顛覆了所有人的認知極限:
短短一年時間內
曹原不僅學完了高中的全部知識
甚至還有一大半時間去折騰實驗
在學校和家裡,除了學習的課桌
他呆得最多的地方就是佈滿各種儀器的實驗室
在一次物理實驗中
老師黃佳堂告訴他:
如果有人能在常溫狀態下發明出一種超導材料,
就可以顛覆整個世界。
年輕氣盛的曹原被老師這段話吸引了
他時常追問老師這要怎麼做
但老師終究只是老師,不是科學家
他只能用滿懷希翼的口氣對曹原說:
老師已經老了,這是你們這代人必須攻克的問題!
正是老師這段話
打開了曹原對物理認知的新大門
也打開了世界科技的新大門
2010年,14歲的曹原迎來人生
第一次高光時刻:高考
6月22日,高考成績公佈
他以理科669的高分
被中科大無條件錄取
想當年,殲20總師楊偉被西工大
提前錄取時,也才15歲
三十多年後,舞勺之年的曹原
用“14”這個數字打破了歷史!
中科大錄取曹原後,沒有任何猶豫
直接把他送進了“嚴濟慈物理英才班”
中科大本身就是培養科學家的大學
而嚴濟慈物理英才班
更是定向培養未來頂級科學家的地方
用軍事術語來說,就是
特種部隊中的特種部隊!
能進這個少年班學習的人
都是經歷過一輪又一輪慘烈的廝殺
最後才留下了精英中的精英
然而,即便是有同學們的群雄環繞
和老師們的魔鬼訓練
曹原,這位不世之材
卻依舊冠絕群倫、獨佔鰲頭
成為這個班最靚的“仔”!
但不管身處何地
他時常想起高中時老師說的那段話:
這是你們這代人必須攻克的問題
曹原是時代的佼佼者
命運與性格的始然
讓他視此為人生最大的使命!
於是,唸到大二時
曹原主動找上曾長淦教授
希望能去他實驗室
學習石墨烯超晶格知識
後來,每當有人提起曹原時
以教學嚴苛著稱的曾長淦教授自豪的誇讚道:
這是在我實驗室混過的娃,他還發表了一篇論文,當時就覺得這個孩子太厲害了。雖然我的實驗室除了很多位郭沫若獎,但他在其中非常特殊,必有大成!
曾教授說得沒錯
曹原不僅成就了個人
還成就了一個時代
2012年,作為中科院首批國際交流生
曹原被派往美國頂級研究型大學——
密歇根大學學習
2013年,曹原獲得中科大“頂尖海外交流獎學金”
同年,他被英國頂級研究型大學
牛津大學選中,受邀前往倫敦做
為期兩個月的科學實驗
2014年,曹原再次獲得中科大最高榮譽獎:
郭沫若獎學金!
2015年,命運的轉折點與曹原正面相撞
他被導師看中,推薦至當時
全球第一大理工科大學——麻省理工學院
攻讀博士學位,從那天起
曹原迎來了人生第二次高光時刻
改變世界的序幕,即將被他拉開!
在麻省理工學院讀書期間
這位天之驕子廢寢忘食的搞研究
只因為一件事:
讓石墨烯成為那個顛覆世界的超導材料!
眾所周知,自第二次工業革命以來
電力就成為人類社會不可或缺的次級能源
工業生產需要用電
居家生活需要用電
戰爭機器需要用電
交通設備需要用電
沒有電,人類社會至少倒退三百年!
注:初級能源是指鐵礦石、石油、橡膠這樣自然生成的能源;次級能源則是指鋼鐵、電力這種需要人工二次合成的能源
然而,電力在發電站傳輸
到終端用戶的過程中,電能會
隨著傳輸距離的加長而不斷衰減
為了保證電能的穩定性
發電站只有通過燃燒更多的能源解決損耗問題
面積狹小的國家還好說
國土面積大的國家就非常燒錢了
美國為什麼停電事故頻發?
因為美國沒有一張全國性電網
而其原因主要有兩點:
一是資本家對電力供應進行劃區域壟斷
二是美國國土面積太大
建立一張全國性電網所需的能源消耗
任何人都承擔不起
中國雖然用特高壓輸電技術
解決了全國一張網的問題
但電能供應對初級能源的消耗,依舊非常驚人
自19世紀電力發明以來
為了解決在傳輸中的損耗問題
無數應用型物理學家付出了巨大的心血
終於,在1911年,荷蘭物理學家
海克·卡莫林·昂內斯有了重大發現
經過無數次實驗,卡莫林最終確認:
汞在溫度接近0K的極限值
也就是-273℃時
流通的電子會無限接近於“無阻”通行
其在傳輸中對能源的消耗最低可以降至零
卡莫林把這個“零電阻狀態”稱之為“超導電性”
作為人類史上第一個發現超導體存在的科學家
卡莫林因此於1913年被授予諾貝爾獎
雖然證明了超導體對控制電力損耗的有效性
但問題是能在-273℃環境下
實現電力零損耗傳輸的材料,幾乎沒有
為什麼說“幾乎”?
因為有這種材料
但冷卻成本比發電成本還高
沒有任何市場價值
而一種無法投入市場使用的材料
根本不能產生經濟效益
換言之,這種材料沒有任何作用
科學家們並不死心
為了尋找這種“低冷卻成本”的超導材料
他們極盡瘋狂
終於,在1980年歐洲物理學家發現
銅氧化材料最低溫度
可以達到-140ºC
但由於排列結構難以調整
無法進一步降溫
這剩下的133ºC
就像是一道天塹橫亙在
所有物理學家的實驗室中
縱算他們窮盡畢生餘力
也無法解開銅氧化超導的秘密
此後的整整三十年裡
物理學家們一直徘徊在解開銅氧化超導研究的黑暗中
這三十年,又被科學家們稱之為
“電力物理界的黑暗時代”
有人妄言:按照當前的技術水平
能實現卡莫林超導電性的材料
再過五十年都研究不出來!
看著那133ºC的差距
那種發自內心的絕望
讓很多物理學家飽受煎熬
然而,誰也沒有想到
曹原,這位來自中國
年僅23歲的“準博士學生”
竟然在黑暗時代點燃了星星之火...
2017年,在曹原攻讀麻省理工博士期間
他通過實驗發現石墨烯的排列結構中
具有非規超導電性的因子
他據此推測出:
當兩層石墨烯疊在一起發生輕微偏移的時候
材料的特性會發生劇變
並因此催生出超導體的性能
然而,當時諸多物理科學家
對這個結論非常嗤之以鼻
他們想當然的認為,無數頂級前輩
歷經107年都不曾解決的難題
怎麼可能被這麼一個名不見經傳
的中國學生解決,更何況他才23歲?
在那些大師輩出的時代
23歲他們還在給導師打打下手呢
他們極其厭惡的覺得:
這個來自中國的學生,一定是想成名想瘋了!
面對種種質疑聲
曹原並沒有做出任何回應
實踐才是檢驗真理的唯一標準
他要用成果狠狠的打他們一耳光
雖然在理論轉換為實驗的過程中
曹原遭遇了種種困難,但他心態非常好
每一次失敗,他就安危自己:
實驗失敗是家常便飯
心態平和地對待失敗就沒什麼壓力
還有成功的希望!
有志者,事竟成,破釜沉舟,百二秦關終屬楚;
苦心人,天不負,臥薪嚐膽,三千越甲可吞吳!
在不知道經歷過多少失敗與日夜不眠之後
終於,奇蹟女神眷顧了曹原
見證奇蹟的時刻到了:
當他把兩層石墨烯材料旋轉到特定疊加值時
超導體誕生了!
雖然成功讓他欣喜若狂
但他並沒有被勝利衝昏頭腦
曹原深知,在理論儲備異常嚴苛的科學界
成功一次或許是偶然
你必須具備足夠充分的理論水平
才能證明它的有效性
於是,他又經過六個多月的反覆試驗
最終確立起石墨烯傳導的全方位理論!
2018年3月5日
曹原把論文投給世界頂級科學雜誌《自然》
連版都沒來得及排
就在一天之內連續刊登了兩篇
曹原關於石墨烯超導理論的論文
3月6日,全球科學界四方雷動
無人不為曹原的論文倍感震撼
一位哥倫比亞大學物理教授驚呼:
曹原為我們打開了新世界的大門,
我們能做的太多了!
自卡莫林發現超導體107年後
自歐洲銅氧化材料止步37年後
曹原,這個名不見經傳的學生
以一己之力扭轉乾坤
為電力物理學界在黑暗時代
點燃了一把可以燎原的星星之火!
2014年
華為CEO任正非在接受採訪時說:
未來10-20年內一定會爆發一場技術革命。這個時代將來最大的顛覆,是石墨烯時代顛覆硅時代,但是顛覆需要有繼承性發展,現在芯片有極限寬度,硅的極限是七納米,已經臨近邊界了,石墨已經是技術革命前沿邊。
毫無疑問
曹原是這場新科技革命的發動者
在曹原論文發表之後的第十個月
石墨烯商業化道路正式開啟
權威能源機構估測
曹原在石墨烯領域探索的成果
不僅會帶動電子產品的騰飛
更會為能源行業節省數萬億人民幣的資金!
一朝成名,天下雷動
在數據確鑿的論文面前
所有人都無視了曹原23歲的年齡
從美國到歐洲,無數頂級大學和
科研機構向他拋出橄欖枝
如果曹原願意
他可以成為麻省最年輕的教授
或者歐洲科學研究院最年輕的學者
但他對這一切都不屑一顧
3月8日,關於石墨烯超導論文
轟動世界的第三天,曹原回到中科大
這一天,是中科大少年班成立40週年紀念日
曹原將這份舉世無雙的研究成果當作壽禮
以慶祝少年40大壽!
那天,滿身霞光的曹原
說了一句平淡的話:
我是一箇中國人,我學成以後要回到中國去
一句如此平淡的話
卻又照射出一個年輕中國學者
乃至中華民族的偉大!
曾幾何時
不少人都說中國沒有核心科技。
但他們忘了一點
最核心的科技從來不是技術,而是人才
毛主席說過:
人,才是決定一切的關鍵因素
中國不止一個曹原
更不止曹原一個科學家
我們有為中國導彈事業
不惜壓上身價性命的錢學森
我們有為中國生物事業
捨棄一切榮華富貴的施一公
我們有為中國量子事業
甘願隱姓埋名數年的潘建偉
2016年,中國留學生及華人
回國總人數已高達265.11萬人
新華社將之評價為:
一個民族史上最罕見的人才人才迴流潮!
正是因為有他們這一代又一代科學家前赴後繼的努力
才有了今天敢於登頂世界之巔的祖國!
少年強,則中國強
少年進步,則中國進步
少年雄於地球,則中國雄於地球
以曹原為標誌的傑出少年
正開啟中國史上最宏偉的強盛之路
我們堅信
未來的中國,必定有十個
百個、乃至成千上萬個曹原
他們,必將用科技的星星之火
點燃一個屬於中華民族的偉大時代
今天就讓我們一起:
為祖國,祝福!
來源:四季美文(sijimeiwen)
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