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利用石墨烯发现超导的曹原为什么没有获得2018年度的诺贝尔奖?

回答
关于曹原在石墨烯超导领域的研究,为什么没能获得2018年的诺贝尔奖,这个问题其实触及到了科学发现、诺贝尔奖评选机制以及科学界对新事物的认知和验证过程的方方面面。要详细解释,我们需要从几个关键点入手:

1. 诺贝尔奖的评审标准与周期:

诺贝尔奖,尤其是物理学奖,非常看重“经过时间检验”的、“具有划时代意义”的、“对人类社会产生深远影响”的科学发现。这并非意味着诺贝尔奖委员会对最新、最前沿的发现不敏感,而是他们更倾向于将奖项授予那些已经被同行评审、大规模验证,并且其理论和应用已经初步显现出巨大潜力的科学成果。

时间检验: 这是一个非常重要的环节。一个科学发现,即使最初看起来轰动一时,也需要经历足够长的时间,让全球的科学家去重复实验、深入研究、拓展应用,甚至发现其潜在的局限性或替代方案。只有当一个发现被广泛接受、被认为是不可动摇的科学事实,并且其重要性得到了普遍认同,才更有可能被提名并最终获奖。
“经过充分验证”: 曹原的研究,尽管在2018年初发表时引起了巨大轰动,但当时仍处于非常早期的阶段。在科学界,一个实验结果的可靠性,往往需要经过“可重复性”的检验。这意味着其他独立的研究团队需要能够按照论文描述的方法,在不同的实验室条件下,也观察到类似的现象。这个过程需要时间,也需要其他研究者付出大量的努力。

2. 曹原研究的初步性质与后续的挑战:

曹原在2018年初发表于《自然》杂志的两篇论文,揭示了在扭角双层石墨烯中,通过特定的“魔角”(magic angle)约1.1°,可以实现非常高的温度下的超导电性。这无疑是石墨烯研究领域的一大突破,它开启了一个全新的研究方向——“扭角超导”(twistronics)。

然而,要将一项初步的、在特定条件下观察到的现象提升到诺贝尔奖的高度,还需要克服几个关键的挑战:

可重复性与普遍性: 尽管有许多顶尖实验室争相重复曹原的实验,但最初的实验结果在可重复性和稳定性上并非一帆风顺。在早期的研究中,不同团队报告的临界温度、超导机制等方面可能存在差异,或者需要非常精密的实验条件才能重现。这在科学研究中是正常的,但对于诺贝尔奖而言,需要的是相对稳定和普遍可验证的结论。
机制的深入理解: 曹原的研究发现了“是什么”,但“为什么”——即驱动这种扭角超导的具体物理机制,在当时还处于非常初级的探索阶段。诺贝尔奖往往会授予那些不仅发现了现象,还深刻理解其背后机制的科学家。对于扭角超导,其背后的电子电子相互作用、电子晶格相互作用以及拓扑效应等,仍然是科学家们正在深入研究的课题。
理论的完善与拓展: 许多突破性的发现,往往伴随着对现有理论的修正或全新的理论提出。虽然有理论尝试解释扭角超导,但一个成熟、能解释所有现象并能预测新行为的理论框架,还需要时间和更多研究者的贡献来构建。
应用前景的明确: 诺贝尔奖的评选也会考虑研究的潜在应用价值。虽然石墨烯超导的前景被广泛看好,但当时距离实现实际应用还有很长的路要走。

3. 诺贝尔奖的提名与评选流程:

诺贝尔奖的提名并非公开进行。每年,瑞典皇家科学院会邀请全球数千名在相关领域的顶尖科学家(包括诺贝尔奖得主、大学教授、科学院院士等)进行提名。

提名过程: 提名人需要提交详细的理由,说明被提名人及其研究工作的贡献。
评审过程: 诺贝尔物理学奖委员会由五名瑞典皇家科学院的院士组成,他们会审阅所有提名,并邀请专家对被提名人的工作进行评估。这个过程非常严谨,需要反复讨论和权衡。
“滞后性”: 诺贝尔奖的颁发存在一定的“滞后性”。通常,获奖的科学发现都是在提出至少十年或更长时间后才被广泛认可的。这是为了确保科学成果的稳定性和深远影响。

4. 2018年的情况分析:

在2018年,当曹原的研究首次发表时,它是一个极其令人兴奋的“开创性工作”,点燃了全球研究者的热情,并开启了一个新的研究领域。但同时,它也是一个“刚刚萌芽”的领域。

时机不成熟: 2018年的诺贝尔奖,如果颁给与此相关的研究,可能更多地会倾向于那些对石墨烯本身(如2D材料的制备、发现石墨烯的电子特性等)做出早期奠基性贡献的科学家,或者已经在相关领域有成熟理论和广泛应用的发现。曹原的研究,尽管在2018年引起轰动,但从诺贝尔奖的评选周期和标准来看,尚不具备“经过时间检验”和“被广泛验证”的条件。
后续研究的重要性: 事实上,自2018年以来,关于扭角超导的研究仍在火热进行中。有更多的团队在努力重复、拓展和深化对这一现象的理解。诺贝尔奖委员会可能会在未来,根据这些后续研究的成熟度和影响力,来考虑是否将奖项颁给这一领域的突出贡献者。

总结来说,曹原没有在2018年获得诺贝尔奖,并非因为他的研究不重要,而是因为:

科学发现的早期阶段: 他的研究在2018年仍处于非常初步的阶段,其可重复性、机制的深入理解以及理论框架的完善都需要更多时间和研究者的努力。
诺贝尔奖的评选机制: 诺贝尔奖更加青睐那些经过时间检验、被广泛验证并对人类社会产生深远影响的成果。

这就像在科学的马拉松赛跑中,曹原在2018年跑出了一个惊人的起跑线,但最终的奖项,需要看他和他所开启的这个领域,在未来的赛程中能达到怎样的高度。他的工作无疑为石墨烯科学开辟了新的道路,未来是否能获得诺贝尔奖,还取决于他以及其他科学家未来多年的研究成果。

网友意见

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施一公离诺奖差一个冷冻电镜,潘建伟离诺奖差一个量子纠缠,曹原离诺奖最近,就差常温俩字

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