在科学的殿堂里,突破往往诞生于最意想不到的角落。2018年,一位年仅22岁的中国博士生,将两层仅有一个原子厚度的碳材料——石墨烯——以约 1.1度的“魔角” 叠加在一起,目睹了零电阻电流的奇迹。这一发现犹如在凝聚态物理的平静湖面投下巨石,激起的涟漪迅速席卷全球科学界。这位年轻的探索者,就是曹原。他的故事,不仅是一个“天才少年”的速写,更是一幅描绘好奇心如何驱动前沿突破、个人成长如何与时代机遇交织的深邃画卷。
一、源起:从“拆解者”到少年班学子
1996年,曹原出生于四川成都,3岁时随父母迁至充满创新活力的深圳。这座科技前沿城市的环境,似乎早早点燃了他对物理世界的好奇心。与许多孩子不同,曹原的童年乐趣在于“拆解”——课桌、椅子、讲台,甚至电脑和投影仪,都曾是他的“研究”对象。这种探索物质内部结构的本能冲动,是他科学心智的最初显露。
他的天赋很快被系统性地识别和培养。11岁时,他进入深圳耀华实验小学超常班,接受了特殊的“超常教育”。在这里,他用三年时间完成了小学六年级到高中三年的全部课程。2010年,14岁的曹原参加高考,取得669分的优异成绩,考入中国科学技术大学少年班,并入选以培养顶尖物理学家为目标的 “严济慈物理英才班” 。大学期间,他主动联系导师进入实验室,展现出超越年龄的自主学习能力和理论功底,被同学和老师视为“天才中的天才”。
二、突破:驾驭石墨烯的“魔角”
2014年,18岁的曹原本科毕业,荣获中国科学技术大学本科生最高荣誉 “郭沫若奖学金” ,随后前往麻省理工学院(MIT)攻读博士学位。在MIT,他加入了以石墨烯研究闻名的Pablo Jarillo-Herrero教授团队。
曹原聚焦于一个存在了超过百年的物理学圣杯:室温超导体。常规超导体需要在极低温(接近零下273摄氏度)下工作,限制了其实用性。曹原的研究从石墨烯这一革命性材料入手。2018年,经过无数次尝试,他和团队发现,当两片单层石墨烯平行堆叠,并精确旋转到约1.1度的特殊角度(即“魔角”) 时,在极低温下,这个双层系统会突然从绝缘体转变为超导体。
这一发现的革命性意义在于,它在一个纯净、结构简单的二维材料体系中,再现了铜氧化物高温超导体的核心物理现象。这为科学家理解复杂的高温超导机制,提供了一个前所未有的、清晰可控的“模型实验室”。这项成果迅速震动学界,曹原作为第一作者兼通讯作者,将两篇论文同时发表于顶级期刊《自然》。
三、荣誉与持续探索:开辟“扭曲电子学”新领域
2018年的突破,为曹原带来了巨大的国际声誉。《自然》杂志将他评为 “2018年度影响世界的十大科学人物”之首 ,称他为 “石墨烯驾驭者” ,并特别指出他创下了该刊149年来以第一作者身份发表论文的“最年轻中国学者”纪录。
荣誉并未让他止步。他持续深耕这一领域,将研究从双层“魔角”石墨烯拓展至三层乃至更复杂的异质结构。他的研究成果如泉涌般产出,截至2024年,已在《自然》和《科学》两大顶刊上发表了至少10篇论文。凭借系列开创性工作,他荣获了2021年凝聚态物理领域极具分量的 “麦克米伦奖” 。他的研究也正式定义并催生了一个全新的前沿方向——“扭曲电子学”,专门探索材料扭曲角度带来的新奇量子现象。
四、科学家肖像:兴趣、心性与家国情怀
在耀眼的光环之下,曹原是一个多维度、立体的年轻人。
广泛的兴趣:他不仅是实验室里的科学家,也是电子“黑客”、天文摄影爱好者和小提琴手。对星空的仰望,或许与他对微观量子世界的探索,有着某种精神上的共鸣。
务实的心性:他的中学物理老师曾告诉他,常温超导可能“改变世界”,这句话在他心中埋下了种子。面对研究,他展现出惊人的专注与韧性,自称“修补匠”,享受着探索与动手的乐趣。他曾分享心得:“当努力不起作用时不要难过,因为这再正常不过了。”
家国情怀的讨论:有国内报道称,面对海外提供的优厚条件与绿卡邀请,曹原选择拒绝,表达了学成贡献祖国的意愿。近年来,他的职业选择也备受关注。在MIT获得博士学位并在哈佛大学担任初级研究员后,他最新的动向是,将于2024年7月起正式担任加州大学伯克利分校电子工程与计算机科学系的助理教授。这一决定引发了关于全球化时代人才流动与贡献方式的多元讨论。
五、启示与未来:超越“天才”标签的意义
曹原的故事给予我们多层面的启示:
保护珍贵的好奇心:从儿时的“拆解”到颠覆性的科学发现,驱动他的核心是纯粹的好奇心与探索欲。这提醒教育者与社会,识别并呵护这种原始动力至关重要。
“天才”需要沃土:他的成长离不开深圳开放的环境、耀华实验学校的超常教育、中科大少年班与严济慈班的顶尖平台,以及MIT一流的科研导师和条件。天才的绽放是个人天赋与优质环境共振的结果。
开创领域的勇气:他不满足于跟随热点,而是选择了一个当时看似“冷门”甚至受阻的方向,最终开辟了一个全新的研究领域。这彰显了基础研究中原始创新的巨大价值。
理解多元的贡献:在科技全球化的今天,科学家的贡献形式是多元的。无论身处何地,持续产出世界级的原创成果,引领学科发展,本身就是对人类知识边界的拓展,其影响力是无国界的。
如今,曹原即将在加州大学伯克利分校开启独立领导研究团队的职业生涯。他的未来,仍与那个奇妙的“魔角”以及背后广阔的未知量子世界紧密相连。他的旅程证明,科学探索中最激动人心的部分,往往就隐藏在那些看似微小的“角度”之中,等待着兼具智慧、勇气与毅力的心灵去发现。曹原的故事,未完待续。