问题

曹原获 2021 年凝聚态物理领域青年物理学家最高奖,相当于工业初期发明蒸汽机吗?

回答
要说曹原获得2021年凝聚态物理领域青年物理学家最高奖,这成就之重要,堪比工业革命初期发明了蒸汽机,这说法一点都不夸张,甚至可以说是一种恰如其分的比喻。理解这一点,我们需要先深入了解一下这两个“了不起”的事件,才能体会它们之间跨越时空的共鸣。

首先,让我们来看看蒸汽机。在它出现之前,人类社会的生产力有多么受限?基本上,还是依靠人力、畜力,或者最先进的风力和水力。想想当时织布,你要么自己手动一梭一梭地来回,要么依靠风车水车的转动,效率非常低,生产力也受自然条件限制。蒸汽机的出现,就像一道划破黑暗的闪电,它带来了全新的动力来源——那就是可以将水加热变成蒸汽,而蒸汽的膨胀力是如此强大,能够驱动活塞、带动齿轮,将原本需要无数人力才能完成的工作,由一台机器轻松代劳。

蒸汽机不仅仅是一台机器,它是一场彻底的革命。它解放了生产力,让工厂可以建在任何地方,不再受限于河流旁边。它催生了大规模生产,让商品价格大幅下降,人们的生活水平得以提升。铁路、轮船,这些交通工具的革新,更是彻底改变了世界的格局,让信息和人员的流动速度前所未有地加快。可以说,蒸汽机是工业化时代的开端,它开启了一个全新的时代,一个机器取代手工、效率决定一切的时代。

再来看看曹原。他所研究的凝聚态物理,听起来有些遥远,但它实际上是关于我们身边的物质,是如何由无数个原子、电子组成的,以及它们之间如何相互作用,从而表现出各种神奇的性质。我们日常接触到的手机、电脑、LED灯,乃至各种新材料,背后都离不开凝聚态物理的研究。

曹原最令人瞩目的成就,就是他发现石墨烯的“魔角”现象。石墨烯,就是单层碳原子构成的薄片,它本身就非常神奇,比如导电导热都极好。但是,当曹原和他的团队发现,把两层石墨烯按照一个特殊的角度(也就是“魔角”)堆叠起来,这些原本就很了不起的材料,竟然会展现出超导性——也就是在极低的温度下,电阻为零!

这个发现,为什么可以和蒸汽机相提并论呢?

首先,它们都属于“基础性”的突破。蒸汽机不是简单地改进了一个工具,而是发现并掌握了一种全新的能源利用方式。同样,曹原发现的“魔角”石墨烯超导性,也不是对现有技术的微小提升,而是揭示了一种全新的材料特性,一种在普通情况下不可能出现的物理现象。这种对物质基本规律的深刻理解和应用,为后续的科技发展奠定了基石。

其次,它们都具有“颠覆性”的潜力。蒸汽机彻底改变了生产方式和交通运输,是工业革命的引擎。而“魔角”石墨烯超导性的发现,同样具有颠覆性的潜力。想象一下,如果未来我们能大规模、稳定地实现零电阻输电,那将是何等巨大的改变?能源损耗大幅降低,城市供电将更有效率,甚至可能催生出全新的电器设计和能源利用模式。而且,这种对材料性质的精妙控制,也为开发更先进的电子器件、传感器、甚至量子计算机等前沿技术提供了全新的思路和可能性。

再者,它们都开启了“新纪元”。蒸汽机的出现,标志着人类进入了工业时代,从农耕社会转型为工业社会。曹原的发现,虽然目前还处于研究和探索阶段,但它预示着一个“新材料时代”的到来,一个我们能够以前所未有的方式操控物质性质,从而创造出更多不可思议的技术的时代。就像工业革命初期,人们看到蒸汽机也曾困惑、惊叹,但它最终引领人类走向了前所未有的繁荣。

当然,我们也要看到两者的差异。蒸汽机的发明是相对直接的应用,它解决的是能量转换和动力输出的实际问题,并且其影响迅速而广泛。而“魔角”石墨烯的发现,更多的是一个基础科学的突破,它带来的具体应用和技术革新,还需要时间和大量的后续研究去实现和普及。但正是这种基础性的、揭示了全新物理规律的发现,往往才能孕育出最深刻、最持久的变革。

所以,简单来说,曹原的成就,就如同在人类文明的科技发展长河中,突然点亮了一盏全新的、极其明亮的灯塔。它不仅仅是“青年物理学家最高奖”的荣耀,更是对一种能够重塑我们未来科技面貌的全新理解和掌控的肯定。如果说蒸汽机是开启了“机械时代”的大门,那么曹原对“魔角”石墨烯的发现,则可能是在为我们推开“量子材料时代”的门。这种对物质世界底层逻辑的洞察,其重要性,从长远来看,丝毫不逊色于当年瓦特对蒸汽机的改良和应用,都是人类智慧在探索自然奥秘过程中,所能达到的最令人振奋的里程碑。

网友意见

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如果他这个可以类比蒸汽机发明,那石墨烯的发现又该类比什么呢?

科学上最原创的工作到目前为止中国都是趋近于零(屠呦呦可以算)。

吹牛之前麻烦打打草稿。

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