他和他的“魔法角度”

你聽說過《Nature》雜志嗎？

這本雜志是世界上最早的國際性科技期刊，因其在科學技術各個領域的獨創性、重要性、權威性，成為一個讓全世界科學家都向往的圣壇。

《Nature》雜志的斃稿率高達90%，全世界的科研人員都在為這僅有的10%的成功率拼搏。而就在這個精英薈萃的地方，來自中國的22歲男孩曹原，憑借著他的“魔法角度”，成為《Nature》雜志發布的“2018年度影響世界的十大科學人物”之首，同時也是《Nature》雜志上以第一作者身份發表論文的最年輕中國學者。

[一]

在曹原的同學眼中，他就是一個天才。

從11歲開始，不到3年的時間，他就完成了小學六年級、初中、高中所有課程的學習。14歲時，他以669分的優異成績被中國科技大學（以下簡稱“中科大”）少年班錄取。

中科大少年班天才云集。但即便在這樣藏龍臥虎的地方，曹原仍自帶“聚光燈”——別人要用一整年才完成的課題研究，他只用一個寒假就能完成，大家都稱他是“天才中的天才”。中科大物理學院院長曾長淦對曹原稱贊不已：“才氣過人的天才往往恃才傲物，但曹原卻非常低調沉穩，情商很高。他在我們實驗室時很受歡迎……”

18歲那年，曹原獲得了中科大本科生最高榮譽——郭沫若獎學金，并直接到世界頂級名校麻省理工學院攻讀博士學位。2018年3月5日，曹原先后以第一作者的身份發表了兩篇關于石墨烯的論文，為全世界帶來神奇的“魔法角度”——1.1°。

[二]

石墨烯是被工業界寄予厚望的新一代材料。一層層石墨烯疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層石墨烯。科學家們認為這種材料具有超導性，但一直沒找到方法證實。

2014年，曹原加入Pablo Jarillo-Herrero在麻省理工學院的團隊，當時該團隊已經開始進行將碳片層堆疊和旋轉至不同角度的嘗試。曹原的主要工作是考察在堆疊的雙層石墨烯中，如果將其中一層相對另一層旋轉極小的角度后會發生什么。

一開始，曹原推測疊在一起的兩層石墨烯彼此之間發生輕微偏移的時候，材料可能會實現超導體性能。但很多物理學家對他的推測持懷疑態度，他們認為這不過是一個小孩關于世界的美好幻想。曹原沒有被這些質疑聲擊退，他仍舊堅信自己的判斷。

他創造性地將單層石墨烯撕裂，組成方向相同的雙層石墨烯，并在此基礎上進行微調校準。他還通過調整低溫系統，達到了能讓超導態更為明顯的溫度。最終，他成功地將平行的雙層石墨烯扭曲至約1.1°的“魔法角度”。

這時，奇跡發生了！當兩層石墨烯以1.1°的微妙角度扭曲在一起時，產生了神奇的超導性，讓電子來回快速穿梭，讓電阻無限趨近于0。速度之快，效率之高，非常罕見。

[三]

或許很多人還不理解這一發現所具有的重大意義，但是卻有很多科學家為之振奮：在世界能源史上，電力的傳輸過程一直存在能源損耗巨大的問題。目前使用的傳輸材質，在傳輸過程中會損失大約7%的能源熱，這是世界上所有能源公司一直頭疼的問題。

1911年，荷蘭物理學家Heike Kamerlingh Onnes發現許多金屬和合金在低溫下失去電阻的特性，這就是“超導性”。沒有了電阻，電流流經超導體時就不發生熱損耗，可以毫無阻力地在導線中形成強大的電流。但是，要想實現這種傳輸條件，對于環境溫度要求非常高。無數科學家不斷嘗試，希望研制出能夠在常溫條件下實現超導性的材料，卻都以失敗告終。

而曹原的發現，有望打破持續107年的“超導體魔咒”！在未來的能源傳輸方面，這一發現還可能為全球能源行業省下數千億的資金，這是對地球資源的巨大節約和貢獻！

[四]

曹原不是“書呆子”，他喜歡運動，酷愛滑雪，還喜歡在貼吧、論壇上“灌水”。動手能力超強的他，從小就喜歡把家里的各類物品拆開又重新組裝。在麻省理工學院里，他還自制了照相機和望遠鏡拍攝夜空。他的導師說：“他的工作臺總是很亂，上面堆滿了他從計算機和望遠鏡上拆下來的各種零件。”

曹原身上有一種少年老成的氣質，即使失敗，也不氣餒，總是默默朝著目標奮斗。導師說：“當他發現，他費心解讀六個月，令人激動的數據只是一個巧合的時候，他什么也沒說，繼續埋頭苦干。”

如今的曹原，已成為科學界冉冉升起的新星。“在廣闊的宇宙面前，再多的起伏都不過是滄海一粟。”這是他在面對鮮花與掌聲時，對自己的鞭策。相信在科研的路上，曹原會繼續前行，創造更多的奇跡！