“石墨烯驾驭者”荣获全球青年物理学家最高奖：天才与平庸或许只有一线之隔|实验|最高奖|物理学家|石墨烯

8月25日，公众号“中国科大新创校友基金会”发布消息，中科大校友曹原荣获2021年凝聚态物理领域青年物理学家最高奖（William L. McMillan Award），该奖项由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校物理系颁发，以表彰其在“扭曲双层石墨烯中发现和探索超导电性和相关量子现象”取得的成就。

在此之前，曹原已经在国际顶级学术期刊《Nature》和《Science》上发表了9篇论文。

14岁考入中科大少年班，并入选“严济慈物理英才班”，18岁获得中科大本科生最高荣誉奖－“郭沫若奖学金”，24岁获得麻省理工学院博士学位。《自然》杂志更曾赞誉其为“石墨烯驾驭者”、“中国潜在的最年轻的诺贝尔奖获得者”。

作为一名“实干型”人才，曹原发表的每篇论文都能带来突破性进展和前所未有的发现。其本科时期的导师曾长淦表示，曹原等人在2018年针对石墨烯的重大发现，是“从零到一”的突破。而今年发现的魔角扭曲三层石墨烯，在当年的实验基础上又向前推进了一步。这一实验结果，创立了一种可调节的莫雷超导体家族，这一发明，可能彻底解决困扰物理学界几十年的问题——对超强耦合的高温超导的基本理解。

年仅25岁的曹原，在如此年纪就取得了惊人的研究进展与成果，达到了常人多年都可能难以企及的高度。不可否认，曹原是一个典型的天才，脑子灵活，学东西也非常快，但抛开这些先天因素，他的成长经历，依然有值得普通父母和孩子思考和借鉴之处。

PART.1

“拆东西”、“搞破坏”背后

是创造力和探索欲的萌芽

曹原有两大特点，一是特别喜欢读书，二就是沉迷拆东西。

教室里的课桌、椅子、黑板、讲台都没能逃过他的“魔掌”。拆开后，曹原会仔细观察，反复琢磨内部构造，搞清其中究竟。

他还喜欢“折腾”电子产品，音响、电脑、投影仪都被他拆过。闲暇时间，他还会经常跑到深圳的电子市场，买一大堆电子元件回家，拆了装，装了又拆，研究琢磨电子线路。

由于实验药品硝酸银很贵，他就买回硝酸，把妈妈的银手镯放进去，人工合成硝酸银。

在常人看来，曹原这些都是会让老师和父母暴跳如雷的“破坏性”行为，但他们不但没有批评，还购置了很多物理、化学实验仪器，帮助他在家里和学校建立自己的实验室，而这成了他最早的科研启蒙基地。

即便在学业繁忙的高中阶段，每晚10点钟回家后，他仍会花1个多小时泡在实验室里。

与沉迷于追星、游戏，甚至还在跟父母撒娇的同龄人相比，曹原已经开始在小小的实验室中找寻惊喜，探索更广阔的科学世界。

他的幸运，不仅仅在于天资禀赋，更在于在开明的父母和老师，始终愿意为他的好奇与求知打开一扇大门，保护甚至挖掘他的内在潜力，给予他“天高任鸟飞，海阔凭鱼跃”的自由。

PART.2

在实践中发现问题

在深度思考中实现成长和完善

无论是在家还是在学校，“拆”都是曹原生活中的主题。

在学校时，他有时会把教室里的讲台或桌子拆开，就为了看里面的构造。曹原的中学老师都好奇，他没有带任何辅助工具，却能拆解讲台，不知他是如何做到的。

除了把生活中的物品拆了又装，曹原还喜欢自己研究创新。进入曹原的办公室会发现，里面有他自制的各种望远镜零件，桌上摆满了各式计算机。

在别人眼里，他就像电影里的科学怪人，总是在研究稀奇古怪的东西。可是看过他的论文就会发现，他做的都是实实在在的理论和研究。

曹原的论文在《自然》杂志上发表后，麻省理工的导师给予了他非常中肯的评价。导师认为，曹原是物理界的修补匠，他最爱做的一件事就是重新组装物品。

物理实验，注重联系实际，只有平时多做实验，才能得出正确的科研成果，而这离不开曹原长年累月所培养出的超凡的实验操作能力。

知识来源于实践，只有自己亲手试验过，才能脱离固化的课本知识，发现表面之下隐藏的根本规律，实现知识的灵活运用和融会贯通。

这也是为什么国家大力推行STEM教育，提倡项目式教学。跨学科教育的原因。只有提供更多深入生活的机会以及开放的探究空间，孩子才能在研究和解决问题的过程中自主学习，学会思考，爱上探究，进而不断成长和完善。

PART.3

醉心科研

在挫折中钻研，在摸索中前进

2010年，曹原成为了“严济慈物理英才班”中的一员。这个汇聚了众多未来物理天才的精英班，目标是培养未来活跃在物理及相关研究领域的领军人物。

一向严苛的中科大丁泽军教授对曹原赞不绝口，称赞曹原是自己遇见的最有悟性的学生，他在念本科的时候，只用了一个寒假的时间，就做出了别人四年都不一定能搞定的学术文章。在丁泽军教授眼里，曹原是一个真真正正为了科学而生的人。

众所周知，科研道路充满艰辛，看似赋有崇高使命与威望，但在黑暗中摸索前进，注定没有“平坦”二字，即便是天才，也鲜有人能一直坚持下去。

曹原不仅坚持了，还在学习和科研之路上取得了令人惊叹的成就。到底是什么支撑着他一直向前？其实只有简单几字：兴趣、钻研。

自中学起就按照独特课标上课学习的曹原，只用三年便完成了初高中学业。在他个人看来，却认为自己并没有存在什么特别之处，大家用的是一样的教材，习题也一样要做。唯一不同的是，他比常人更能认清自己的兴趣所在，也更愿意潜心钻研，并且拥有足够的自学能力。少年班给了他避免重复、机械学习的机会，可以空出时间学习更多的知识，进行更深度的研究。

在这条道路上，他也曾遭遇坎坷，备受质疑。

2017年，曹原在做实验过程中偶然发现石墨烯具备非常规的超导电性。之后，他便设想，如果将两层石墨烯叠在一起，偏移一定角度，可能导致材料性能发生巨大改变，有可能实现超导。

当时这个设想并不被大家看好，毕竟超导研究已经很多年没有取得新突破，一个科研新人的声音自然而然被大家忽视了。尽管不相信的声音铺天盖地，但曹原并没有因此退缩，反而更想通过实验证明自己的设想。

接下来，他不断实验，不断调整两层石墨烯的偏移角度，然后测试电阻。在重复又重复中，他发现将双层石墨烯的偏移角度设置为1.1°时，电阻居然为0。秉着科研需要严谨的态度，曹原继续重复实验。最终历经6个月，得出了一样的结果。

随后2018年3月，他将自己的科研成果整理成论文向国际顶级期刊之一的《Nature》杂志投稿。两篇论文不仅顺利发表，而且他所研究的石墨烯还成为了那一期杂志的封面。

对于处于活泼好动年龄段的孩子来说，学习本就是一项枯燥的事情，厌倦、反感、烦躁等情绪更是不可避免。与其按头强逼孩子学习，不如将精力转向培养他们的钻研精神、自学能力以及抗挫折能力，鼓励他们在感兴趣的领域一展所长。只有当内驱动力开始产生作用时，孩子们才会持久坚持下去，并有所成就。

很多人认为，天才都是天生的，不可复制的。但从曹原以及古今诸多神童的成长历程来看，仅靠先天因素，不足以使他们达到这般神奇。父母和学校在培养孩子时的指导思想和实际操作同样起到了不可忽视的重要作用。其实，天才与平庸之间，有时仅存在于这小小的一线之隔。只要认清存在的规律，抓住核心，并合理付诸实践，就能事半功倍。

曹原9篇正刊论文链接：

1.Unconventional superconductivity in magic-angle graphene superlattices

https://www.nature.com/articles/nature26160

2.Correlated insulator behaviour at half-filling in magic-angle graphene superlattices

https://www.nature.com/articles/nature26154

3.Tunable correlated states and spin-polarized phases in twisted bilayer–bilayer graphene

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2260-6

4.Mapping the twist-angle disorder and Landau levels in magic-angle graphene

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2255-3

5.Tunable strongly coupled superconductivity in magic-angle twisted trilayer graphene

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03192-0

6.Flavour Hund’s coupling, Chern gaps and charge diffusivity in moiré graphene