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沸腾了 最年轻诺贝尔奖获得者或将诞生在中囯

加拿大家园 iask.ca 2019-09-25 16:33 来源: 高中生学习 作者: 点击:

 当很多人正谈论周杰伦的新歌时

  一只命运的蝴蝶

  正挥动着改变世界的翅膀

  它,是通往核聚变时代的前沿材料

  它,是困扰全球科学界107年的难题

  它,是未来人类从地球走向宇宙的必由之路

  而解决这一百年大难题的人

  是来自于中国的一位天才少年

  当前,世界数百位顶级科学家

  正试图让他的科研成果扩大化

  一旦这个成果投入市场,它将为中国乃至

  世界能源节省数十万亿人民币

  这个“他”

  就是2018年度十大科学家之首、

  全球顶级科学杂志《自然》最年轻的论文发表者:

  年仅23岁的四川少年,曹原!

  1996年,曹原出生在素有

  天府之国美称的成都

  当时,西南地区普遍贫穷

  成都虽然是省会城市

  但与北上广深这样的大城市相比

  连望其项背的资格都没有

  为了孩子的教育

  也为了将来事业的发展

  在曹原三岁时

  他父母就举家搬迁到深圳

  90年代的深圳,有三多:

  钱多、商人多、电子产品多

  成长于深圳浓烈电子氛围中的曹原

  自打记事起,就对铺满各种元件

  和线路的电子产品

  产生了极大的兴趣

  当时他最喜欢做的事

  便是从电子市场淘一大堆物件回来

  拆了装,装了又拆

  拆装难不倒他后

  他又去研究里面的电子线路

  反正就是不想消停

  就像是亚马逊丛林的一只蝴蝶

  轻轻挥动翅膀就能掀起一场飓风那样

  正因为曹原从小对电子产品的兴趣

  为他日后改写世界科学进程埋下深深的伏笔

  2007年9月,11岁的曹原

  成功考取深圳耀华实验学校

  这所学校可不是一般的中学

  而是以“超常教育”闻名广东全省

  简单来说它就是一所专门培养“天才少年”的学校

  在深圳耀华,老师们经常用

  这么一句话来教育孩子:

  不好好念书,你们只能考本地的深大!

  深圳大学,广东八所顶级大学之一

  腾讯创始人马化腾的母校

  但在耀华老师的眼里

  它只是差生才会读的大学

  对于耀华人而言

 清华北大才是他们的初级目标

  而更高级的目标,是诸如麻省理工

  牛津、斯坦福这样世界顶尖大学

  虽然耀华中学的学生个个都是人中龙凤

  但身材瘦小、其貌不扬的曹原

  仍然以高超的知识理论鹤立群雄:

  一个月学完初一全部课程

  三个月学完初二全部课程

  不到半年,整个初中的课程被他全部搞掂

  深圳耀华实验学校

  2009年9月,年仅13岁的曹原

  就从初中部直接升到高中

  当所有人都以为高中的复杂的学业

  能延缓他的“进攻”步伐时

  曹原却再次以逆天之举

  颠覆了所有人的认知极限:

  短短一年时间内

  曹原不仅学完了高中的全部知识

  甚至还有一大半时间去折腾实验

  在学校和家里,除了学习的课桌

  他呆得最多的地方就是布满各种仪器的实验室

  在一次物理实验中

  老师黄佳堂告诉他:

  如果有人能在常温状态下发明出一种超导材料,

  就可以颠覆整个世界。

  年轻气盛的曹原被老师这段话吸引了

  他时常追问老师这要怎么做

  但老师终究只是老师,不是科学家

  他只能用满怀希翼的口气对曹原说:

  老师已经老了,这是你们这代人必须攻克的问题!

  正是老师这段话

  打开了曹原对物理认知的新大门

  也打开了世界科技的新大门

  2010年,14岁的曹原迎来人生

  第一次高光时刻:高考

  6月22日,高考成绩公布

  他以理科669的高分

  被中科大无条件录取

  想当年,歼20总师杨伟被西工大

  提前录取时,也才15岁

  三十多年后,舞勺之年的曹原

  用“14”这个数字打破了历史!

  中科大录取曹原后,没有任何犹豫

  直接把他送进了“严济慈物理英才班”

  中科大本身就是培养科学家的大学

  而严济慈物理英才班

  更是定向培养未来顶级科学家的地方

  用军事术语来说,就是

  特种部队中的特种部队!

  能进这个少年班学习的人

  都是经历过一轮又一轮惨烈的厮杀

  最后才留下了精英中的精英

  然而,即便是有同学们的群雄环绕

  和老师们的魔鬼训练

  曹原,这位不世之材

  却依旧冠绝群伦、独占鳌头

  成为这个班最靓的“仔”!

  但不管身处何地

  他时常想起高中时老师说的那段话:

  这是你们这代人必须攻克的问题

  曹原是时代的佼佼者

  命运与性格的始然

  让他视此为人生最大的使命!

  于是,念到大二时

  曹原主动找上曾长淦教授

  希望能去他实验室

  学习石墨烯超晶格知识

  后来,每当有人提起曹原时

  以教学严苛著称的曾长淦教授自豪的夸赞道:

  这是在我实验室混过的娃,他还发表了一篇论文,当时就觉得这个孩子太厉害了。虽然我的实验室除了很多位郭沫若奖,但他在其中非常特殊,必有大成!

  曾教授说得没错

  曹原不仅成就了个人

  还成就了一个时代

  2012年,作为中科院首批国际交流生

  曹原被派往美国顶级研究型大学——

  密歇根大学学习

  2013年,曹原获得中科大“顶尖海外交流奖学金”

  同年,他被英国顶级研究型大学

  牛津大学选中,受邀前往伦敦做

  为期两个月的科学实验

  2014年,曹原再次获得中科大最高荣誉奖:

  郭沫若奖学金!

  2015年,命运的转折点与曹原正面相撞

  他被导师看中,推荐至当时

  全球第一大理工科大学——麻省理工学院

  攻读博士学位,从那天起

  曹原迎来了人生第二次高光时刻

  改变世界的序幕,即将被他拉开!

  在麻省理工学院读书期间

  这位天之骄子废寝忘食的搞研究

  只因为一件事:

  让石墨烯成为那个颠覆世界的超导材料!

  众所周知,自第二次工业革命以来

  电力就成为人类社会不可或缺的次级能源

  工业生产需要用电

  居家生活需要用电

  战争机器需要用电

  交通设备需要用电

  没有电,人类社会至少倒退三百年!

  注:初级能源是指铁矿石、石油、橡胶这样自然生成的能源;次级能源则是指钢铁、电力这种需要人工二次合成的能源

  然而,电力在发电站传输

  到终端用户的过程中,电能会

  随着传输距离的加长而不断衰减

  为了保证电能的稳定性

  发电站只有通过燃烧更多的能源解决损耗问题

  面积狭小的国家还好说

  国土面积大的国家就非常烧钱了

  美国为什么停电事故频发?

  因为美国没有一张全国性电网

  而其原因主要有两点:

  一是资本家对电力供应进行划区域垄断

  二是美国国土面积太大

  建立一张全国性电网所需的能源消耗

  任何人都承担不起

  中国虽然用特高压输电技术

  解决了全国一张网的问题

  但电能供应对初级能源的消耗,依旧非常惊人

  自19世纪电力发明以来

  为了解决在传输中的损耗问题

  无数应用型物理学家付出了巨大的心血

  终于,在1911年,荷兰物理学家

  海克·卡莫林·昂内斯有了重大发现

  经过无数次实验,卡莫林最终确认:

  汞在温度接近0K的极限值

  也就是-273℃时

  流通的电子会无限接近于“无阻”通行

  其在传输中对能源的消耗最低可以降至零

  卡莫林把这个“零电阻状态”称之为“超导电性”

  作为人类史上第一个发现超导体存在的科学家

  卡莫林因此于1913年被授予诺贝尔奖

  虽然证明了超导体对控制电力损耗的有效性

  但问题是能在-273℃环境下

  实现电力零损耗传输的材料,几乎没有

  为什么说“几乎”?

  因为有这种材料

  但冷却成本比发电成本还高

  没有任何市场价值

  而一种无法投入市场使用的材料

  根本不能产生经济效益

  换言之,这种材料没有任何作用

  科学家们并不死心

  为了寻找这种“低冷却成本”的超导材料

  他们极尽疯狂

  终于,在1980年欧洲物理学家发现

  铜氧化材料最低温度

  可以达到-140C

  但由于排列结构难以调整

  无法进一步降温

  这剩下的133C

  就像是一道天堑横亘在

  所有物理学家的实验室中

  纵算他们穷尽毕生余力

  也无法解开铜氧化超导的秘密

  此后的整整三十年里

  物理学家们一直徘徊在解开铜氧化超导研究的黑暗中

  这三十年,又被科学家们称之为

  “电力物理界的黑暗时代”

  有人妄言:按照当前的技术水平

  能实现卡莫林超导电性的材料

  再过五十年都研究不出来!

  看着那133C的差距

  那种发自内心的绝望

  让很多物理学家饱受煎熬

  然而,谁也没有想到

  曹原,这位来自中国

  年仅23岁的“准博士学生”

  竟然在黑暗时代点燃了星星之火...

  2017年,在曹原攻读麻省理工博士期间

  他通过实验发现石墨烯的排列结构中

  具有非规超导电性的因子

  他据此推测出:

  当两层石墨烯叠在一起发生轻微偏移的时候

  材料的特性会发生剧变

  并因此催生出超导体的性能

  然而,当时诸多物理科学家

  对这个结论非常嗤之以鼻

  他们想当然的认为,无数顶级前辈

  历经107年都不曾解决的难题

  怎么可能被这么一个名不见经传

  的中国学生解决,更何况他才23岁?

  在那些大师辈出的时代

  23岁他们还在给导师打打下手呢

  他们极其厌恶的觉得:

  这个来自中国的学生,一定是想成名想疯了!

  面对种种质疑声

  曹原并没有做出任何回应

  实践才是检验真理的唯一标准

  他要用成果狠狠的打他们一耳光

  虽然在理论转换为实验的过程中

  曹原遭遇了种种困难,但他心态非常好

  每一次失败,他就安危自己:

  实验失败是家常便饭

  心态平和地对待失败就没什么压力

  还有成功的希望!

  有志者,事竟成,破釜沉舟,百二秦关终属楚;

  苦心人,天不负,卧薪尝胆,三千越甲可吞吴!

  在不知道经历过多少失败与日夜不眠之后

  终于,奇迹女神眷顾了曹原

  见证奇迹的时刻到了:

  当他把两层石墨烯材料旋转到特定叠加值时

  超导体诞生了!

  虽然成功让他欣喜若狂

  但他并没有被胜利冲昏头脑

  曹原深知,在理论储备异常严苛的科学界

  成功一次或许是偶然

  你必须具备足够充分的理论水平

  才能证明它的有效性

  于是,他又经过六个多月的反复试验

  最终确立起石墨烯传导的全方位理论!

  2018年3月5日

  曹原把论文投给世界顶级科学杂志《自然》

  收到曹原的投稿后

  《自然》编辑部一片哗然

  连版都没来得及排

  就在一天之内连续刊登了两篇

  曹原关于石墨烯超导理论的论文

  3月6日,全球科学界四方雷动

  无人不为曹原的论文倍感震撼

  一位哥伦比亚大学物理教授惊呼:

  曹原为我们打开了新世界的大门,

  我们能做的太多了!

  自卡莫林发现超导体107年后

  自欧洲铜氧化材料止步37年后

  曹原,这个名不见经传的学生

  以一己之力扭转乾坤

  为电力物理学界在黑暗时代

  点燃了一把可以燎原的星星之火!

  2014年

  华为CEO任正非在接受采访时说:

  未来10-20年内一定会爆发一场技术革命。这个时代将来最大的颠覆,是石墨烯时代颠覆硅时代,但是颠覆需要有继承性发展,现在芯片有极限宽度,硅的极限是七纳米,已经临近边界了,石墨已经是技术革命前沿边。

  毫无疑问

  曹原是这场新科技革命的发动者

  在曹原论文发表之后的第十个月

  石墨烯商业化道路正式开启

  权威能源机构估测

  曹原在石墨烯领域探索的成果

  不仅会带动电子产品的腾飞

  更会为能源行业节省数万亿人民币的资金!

  一朝成名,天下雷动


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