《自然》十大科學人物:中國少年居首 賀建奎在列

京港台:2018-12-19 09:21| 來源:澎湃新聞網 | 評論( 15 )  | 我來說幾句

《自然》十大科學人物:中國少年居首 賀建奎在列

來源:倍可親(backchina.com)

  世界頂尖學術期刊、英國《自然》雜誌(Nature)在北京時間12月19日零時發布了2018年度影響世界的十大科學人物,發現石墨烯超導角度的「神童」曹原,以及因世界首例基因編輯嬰兒而飽受爭議的賀建奎名列其中。

  22歲的天才少年曹原出現在榜單的第一位。2018年3月5日,《自然》背靠背發表了兩篇以曹原為第一作者的石墨烯重磅論文。這名中科大少年班的畢業生、美國麻省理工學院的博士生髮現當兩層平行石墨烯堆成約1.1°的微妙角度,就會產生神奇的超導效應。這一發現轟動國際學界,直接開闢了凝聚態物理的一塊新領域。如今,正有無數學者試圖重複、拓展他的研究。

  

  曹原本文圖片均來自《自然》雜誌

  在相關的特寫文章中,曹原稱自己「並不特別」,大學還是讀滿了4年,只是跳過了中學階段的一些「無聊東西」。他在麻省理工的導師評價道,曹原的實驗技巧在研究中至關重要。曹原在內心深處是個「修補匠」,喜歡把東西拆開重裝,辦公室里堆滿了計算機和自製望遠鏡的零件,亂糟糟的。

  雖然每年《自然》十大人物的封面圖片都是一個巨大的數字「10」,但具體樣式和底紋都會融入當年的科技熱點進行設計。比如,2016年的封面圖片形如漣漪,暗示當年最大的科學成果引力波的發現。被外界評為「人工智慧元年」的2017年的封面圖片則融入了計算機代碼的元素。

  今年的封面圖片明顯指向曹原的成果。數字「10」中的「0」被處理成一個正六邊形,宛如構成石墨烯的碳環結構。再仔細看,整個數字「10」由2層蜂窩狀的小小正六邊形填塗而成,分別為紅色和藍色,兩層之間有微小的夾角,使得圖像出現了重影。這點出了賦予石墨烯超導能力的「魔角」。

  

  封面圖片暗示曹原發現的石墨烯「魔角」

  值得一提的是,《自然》年度十大人物只是選取當年對科學界產生最大影響力的人物,並不一定是正面形象。2017年的榜單中就出現了一名「反派」—— 美國總統特朗普任命的環保署署長斯科特·普魯特(Scott Pruitt)。這名氣候變化懷疑論者入職后瓦解了奧巴馬政府的一系列環保遺產。今年榜單中的「反派」則由「基因編輯嬰兒」事件的主角、南科大副教授賀建奎擔任。

  賀建奎在11月宣布兩名經CRISPR編輯基因的雙胞胎女嬰降生,儘管現代輔助生育技術足以患有艾滋病的父親生出健康的孩子,賀建奎依然決意用編輯胚胎基因的方法來試圖達到免疫艾滋病的目的。外界普遍擔憂,兩個孩子的一生將被未知的健康風險籠罩。打開基因編輯倫理的「潘多拉魔盒」更令國際科學界物議沸騰。

  

  賀建奎

  不過,這名半路出家的基因編輯學者已不在媒體發聲。「他在世界舞台上登場得匆匆,消失得也匆匆。」《自然》的特寫文章寫道。這篇文章的標題叫做《CRISPR流氓》。

  除了兩名華人以外,上榜的年度人物還有考古學家薇薇安·斯隆(Viviane Slon)。她發現了一具9萬年前「混血兒」的骸骨:這名史前女孩的母親為尼安德特人,父親為丹尼索瓦人。

  

  薇薇安·斯隆(Viviane Slon)

  物理學家傑西·韋德(Jess Wade)為科學領域裡的平權而努力,創建了數百個女性科學家的維基百科詞條。

  

  傑西·韋德(Jess Wade)

  羅伯特-楊·施密茨(Robert-Jan Smits)推出了「S計劃」,這是一項推進科研論文開放獲取的大膽倡議,掀起了科學出版業的巨浪。

  

  羅伯特-楊·施密茨(Robert-Jan Smits)

  芭芭拉·雷凡特(Barbara Rae-Venter)用開源的DNA數據找出了1970到80年代犯下數十宗性侵、殺人案的「金州殺手」。

  插圖7:

  

  芭芭拉·雷凡特(Barbara Rae-Venter)

  天文學家安東尼·布朗(Anthony Brown)的團隊公開了蓋亞太空望遠鏡追蹤到的十億顆恆星的數據集,迅速改變了人類對銀河系演化的認知。

  

  安東尼·布朗(Anthony Brown)

  日本宇宙航空研究開發機構科學家吉川真領導的「隼鳥2」號探測器將前往餃子狀的小行星「龍宮」採樣並返回地球。

  

  吉川真

  氣候專家梅森-德爾莫特(Valérie Masson-Delmotte)在政府間氣候變化專門委員會領導發布了一份重要的調查報告,警告再過幾十年,地球氣溫就會來到改變生態系統的轉折點,珊瑚礁面臨滅頂之災。

  

  梅森-德爾莫特(Valérie Masson-Delmotte)

  馬來西亞能源、科技、環境與氣候變化部長楊美盈(Yeo Bee Yin) 帶頭提倡減少一次性塑料的使用。

  

  楊美盈(Yeo Bee Yin)

  「這份榜單包含了今年科學界大新聞裡面的主角,從超導體的發現到飽受批評的基因編輯嬰兒,」《自然》雜誌特寫主編Rich Monastersky說道。「這十個人的故事濃縮了2018年最難忘的科學事件。他們迫使我們直面一些難題:我們是誰?我們從哪來?我們往哪去?」

  以下是《自然》關於曹原的特寫。原文為英文,經澎湃新聞記者全文翻譯。

  「石墨烯牛仔」曹原:一個誘導碳原子薄膜產生超導性的博士生

  曹原的青少年時期過得相當「非主流」。18歲時,他就在合肥讀完了中國科學技術大學的本科,前往美國攻讀博士學位。那之後他也沒有放慢腳步:今年,21歲的曹原發表了兩篇關於碳原子薄膜表現出的奇異行為的論文,在物理學開闢出一片全新的疆域。曹原承認自己的情況並不常見,但說自己並不特別。畢竟,他在大學里還是待滿了四年:「我只是跳過了中學裡面一些無聊的東西。」

  2014年,當曹原加入實驗室的時候,美國麻省理工學院的Pablo Jarillo-Herrero課題組就已經在用不同的角度堆疊、旋轉碳原子層了。曹原的工作是研究壘在一起的兩層石墨烯彼此間輕微偏轉會發生什麼,按照理論預測,輕微的偏轉就會讓材料行為產生劇變。許多物理學家對此心存懷疑。但曹原著手搭成微妙偏轉的石墨烯層后,他發現了奇怪的東西。置於一個小型電場,溫度降至絕對零度以上1.7度,通常會導電的石墨烯成為了絕緣體。這就夠令人吃驚了。「我們知道它會在學界引起轟動。」曹原說道。不過,更好的還在後面:稍微調整一下電場,偏轉的石墨烯層就變成了超導體,電流可無阻流動。在第二個樣本中觀察到同樣的現象后,實驗組相信這是真的。

  簡單的旋轉就能讓碳原子薄膜進入複雜的電子態,如今,物理學家們都爭著要在其他扭轉的二維材料上創造出激動人心的行為。一些人甚至希望石墨烯可以揭開複雜材料高溫超導的奧秘。「我們能做的事情太多了。」哥倫比亞大學物理學家Cory Dean說道。「我眼下都要被機會淹沒了。」

  要使平行的兩層石墨烯旋轉成約1.1°的「魔角」,需要一些試誤,但曹原很快就能可靠地完成。他的實驗技巧至關重要,Jarillo-Herrero說道。曹原開創了一種撕出單層石墨烯的方法,以制出具有相同角度的雙層堆疊,接著微調校準。他還調整了低溫系統的溫度,使超導性得以更清晰地顯現。

  曹原熱愛把東西拆開重裝。在內心深處,他是個「修補匠」,曹原的導師評價道。比如,他會用自製的照相機和望遠鏡拍攝夜空,享受自己的時光。相關的零件撒滿了他的辦公室。「每次我走進去,裡面都亂糟糟的,計算機被拆開了,桌上滿是望遠鏡零件。」 Jarillo-Herrero說道。

  儘管年輕又害羞,同事們都說曹原的成熟表現在堅持不懈上。比如,曹原與麻省理工學院的物理學研究生項目失之交臂,他還是通過電氣工程系進入了Jarillo-Herrero的課題組,繼續做物理。對於博士開局階段的失望結果,曹原也滿不在乎。他當時花了六個月時間研究一份看似令人激動的數據,最終卻發現那不過是實驗設置中的巧合。「他不開心,但他只是捲起袖子繼續幹了。」 Jarillo-Herrero說道。

  今年22歲的曹原,尚不知道自己的科研生涯會走向何方。「關於魔角石墨烯,我們還要做很多工作,」他說道。然而,據曹原在中科大的研究生導師、物理學家曾長淦所知,世界範圍的大學已經對他青眼有加,不僅拋來博士后工作,還有教職。「在中國的凝聚態物理學界,人人都知道曹原的名字,」曾長淦說道。中科大樂於見到他回來,不過,曾長淦預期曹原目前還是會留在美國。「那裡,更容易看到群星璀璨。」

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