艾薩克·牛頓
牛頓：科學的化身
在英國400年前，三一學院的研究生新生，22歲的牛頓回鄉下躲避瘟疫，僅用了18個月，就憑一己之力開創了三門影響後世深遠的學科：微積分、力學和光譜學。
隨後牛頓出版了《自然哲學的數學原理》，簡稱《原理》。該書以自然開頭，英文即是Nature。後來英國人為紀念牛頓一生獻身科學研究事業，捨不得睡覺每天只睡幾個小時，根本沒有時間談戀愛終身未娶，及牛頓的不朽之作《原理》，創辦了一本雜誌，叫《Nature》。
在《Nature》上發表論文需要經過嚴格的科學評審，能在《Nature》上發表論文代表著至高無上的科學榮譽。
今年，有一個22歲的年青人連續在《Nature》上發表兩篇論文，被評為Nature 2018 年度十大人物並居榜首。這個登上《Nature》封面的年青人，叫曹原。是華人，不是華裔。
曹原獲此殊榮，成就有二：
（一）對雙層石墨烯施加微弱的電場並冷卻至絕對零度以上1.7度時，會讓能導電的石墨烯變成絕緣體。這時石墨烯不導電（Y. Caoet al.Nature556, 80–84; 2018）。
（二）只需稍微調整一下電場，扭曲的雙層石墨烯就能成為一個超導體，讓電子實現零電阻流動，這時石墨烯又恢復導電了，注意是零電阻（Y. Caoet al.Nature556, 43–50; 2018）。
一開一關，這不就像一個電晶體開關嗎？作為一名碼農，很容易就往計算機世界聯想。
石墨烯超級CPU
如果這種零電阻的石墨烯開關被改造成電晶體用於CPU當中，以後CPU中幾十億的電晶體就不會再發熱或發熱極少了，幾十億甚至擴充套件到幾十兆都有可能。這不僅僅是電腦不再需要風扇的問題，而是CPU的計算速度和效能將得到指數級突破的問題。制約CPU發展的摩爾定律可能再次被打破。
計算機更快了，人工智慧的發展可能因此獲益。目前基於深度學習基礎的人工智慧，並不是真正的人工智慧，而是有多少人工，才有多少智慧。有了更快的CPU，人類可能在人工智慧上取得質的進展。聯想到去年國務院印發的新一代人工智慧發展規劃，曹原的創新成果意義非凡。
登封的人文價值
曹原的新聞一出，網民粉粉感嘆：有時候人與人的差距比人和豬的差距還大。別人22歲就登上了《Nature》封面，想想自己22歲時都幹了啥。
國內曾經有一個研究生，研一看到了當年諾獎與他的研究方向相反，開始心灰意冷，遂放棄科研轉身變成了一名碼農。以前出家是去寺院，青燈寡慾敲木魚；如今看破功利，是到公司敲程式碼。
希望與信念，對一個人的成長是多麼的重要。沒有榜樣人會走篇，榜樣遙不可及也會使心灰意懶。
同年，有另外一個年青人登上《中國新聞週刊》封面。2018年12月15日，年僅20歲，一年前還籍籍無名的楊超越被評為“影響中國2018年度人物”。
與她同臺領獎的是從底層堅持奮鬥30年，讓格力成為國內空調市場第一名，並將格力推出國門成為世界知名品牌的格力董事長董明珠。與她同時登上封面的還有劉國樑，劉是中國第一位男子乒壇大滿貫冠軍。當劉讓國歌在奧運會場上響起的時候，全中國人民都為之自豪。
有人說，《中國新聞週刊》做為中國新聞社主辦的官媒，把楊超越選為封面是不合時宜的，這是一種錯誤的輿論導向和榜樣標樹。眾所周知，楊超越不會唱歌，舞跳得也不好，只會以哭博取同情。不知道今後有多少小姑娘妄想著也像楊超越一樣，有一個一舉成名的機會，從此不再努力學習，也不好好工作了。
娛樂藝人上中刊封面不是第一次了，趙本山徐崢都上過。這一次楊上封面，無非是太年輕才受到關注。
這種言論就是吃不上葡萄說葡萄酸，嫉妒人家年少成名。怎麼不嫉妒曹願呢？曹願登上《Nature》可是比中刊份量更大難度更大，可能覺得自己沒有曹原那個實力吧。
面對曹願，只能肯認人與人之間存在著差異；面對錦鯉，還可以自嘲人家運氣好。這種信念上的沮喪其實比妒忌更危險。
有人說，把這兩個雜誌放在一起是居心不良。一個新聞雜誌，一個科學雜誌，沒有可比性，難道讓納稅人每天不看唱歌跳舞，看博士研究物理分子嗎？此話有理。每天看唱歌跳舞就可以了，最好華為5G產品被英美澳日禁用了，孟晚舟被加拘押了這些新聞都不要看。
楊超越從參加《創造101》開始，出身一直反覆被提及。她出生在一個農村家庭，小時候父母離異，初中輟學打工，做過縫紉工廠女工，做過小餐館女服務員。歷經生活磨難，但她從來不忘初心，意念緊定，敢想敢做敢要，直麵人生挫折與負面輿論，時刻保持著積極樂觀向上的心態，能量非常之正，因此她獲得“影響中國的2018年年度人物”稱號確是實至名歸。
正如《無問西東》所講，這個時代缺少的是人從內心發出的真心、正義、無畏和同情，缺乏的是一種聽從本心的真實。
面向曹願等科研精英，多少人沮喪透頂；面向楊超越，多少人又希望盡燃。從這點來看，選擇楊超越登封面意義確係重大。我國是沒有階級的，明星運營也不是完全靠炒作的，國民是崇尚草根英雄不是完全拜金的，老百姓都是善良純樸不是完全看人下菜的，任何人只要真誠努力，不管出身多低，都是有可能獲得成功的。三觀正，給力！
更深層的文化意義
作者為楊粉說一句話，這個獎給不給楊超越，楊都有這個影響力。難道說，你頒發了這個獎，楊才有這個影響力嗎？不不不，你頒不頒這個獎，影響都在那裡。中刊順水推舟發個獎，除了可以蹭熱度，還有另外一個深層次的意義。
大家都知道，楊超越在成名之前當過工廠女工，當過餐館女服務員，當她處在社會最底層之時，她周圍的工友和餐廳的客人都像現在一樣愛戴她嗎？恐怕沒有。
現在仍然有很多漂亮真實的女生，她們是女工、是服務員，她們一樣真實、積極、樂觀向上，周圍的人給予她們像楊超越一樣的關注和愛戴了嗎？恐怕也沒有。
我們往往珍視遠方的那個不可觸及的螢幕上的偶像，而忽視了身邊的普通的同樣優秀的人。多少人佩服楊超越真面挫折的真誠，但又有多少把她當成心中的榜樣，而不是牆上的偶像嗎？
在這個時候，中刊輿論適時出手，積極樹立正面典型，讓楊超越影響他們主動關愛身邊人，意義不是更大嗎？楊出身貧寒，目前無甚資歷，正是塑造根紅苗正的好時機。私認為楊超越還應該體驗一下其它底層職業，諸如環保工人、掏糞工人、市場菜販、公交售票員等。希望有更多的人成為楊超越的粉絲，讓更多的人感染到其最真實、最努力的精神力量，這樣才能擴大中刊封面成果。
不像某些明星，領了國家精神造就獎，偷稅漏稅幾個億，紅杏出牆籤保密協議墮胎保名節等等，她們即使捐款做慈善也只會被認為是做秀、是營銷手段。中刊樹立正能量真實典型，恰是在有力地抨擊負面浮誇虛偽之風。
全國的希望
2017年7月國務院發公告稱，計劃“到2025年人工智慧基礎理論實現重大突破，部分技術與應用達到世界領先水平”，“到2030年人工智慧理論、技術與應用總體達到世界領先水平”。目標如此巨集偉，靠什麼達到呢？
靠讓火箭火女成為年度人物上《中國新聞週刊》封面顯然是不行的，要靠像曹原這樣的科研高材生前普後繼地努力才行啊。但是如果讓曹願上《中國新聞週刊》，恐怕又會影響他專心搞科研，被媒體過度打擾做不出科研成果，中刊罪過就大了。
為什麼曹原不是在中國的實驗室做出創新的呢？為什麼中國的大學實驗室做不出這樣的課題研究，究竟差距在哪了？是缺少聰明的學生、實驗的器材，還是缺少導師？
中科大物理學家曾教授表示“全球各大高校已經在用博士後職位，甚至是教職崗位來吸引他，學校很希望他能回國發展”，但同時又表示曹原目前應該待在美國，因為美國星星更漂亮。
科學無國界，還是先呆在美國吧，不僅僅是能看到星星的問題。回來了實驗器材可能缺乏，可能還面臨著每週寫研究報告的無聊，還可能動不動被導師叫去帶飯甚至被逼叫爸爸。北京房價這麼高，回來了可能要靠給別人兼職寫論文才能買得起從國外進口的奶粉。當然買奶粉之前還要先談戀愛，如果遇到了蘇享茂那樣的女朋友翟欣欣怎麼辦？稿得定石墨烯，未必搞得定王欣欣李欣欣。想想真複雜，一想到這些就想孤獨終老算了。
但是萬一曹博士像牛頓一樣，一心專注於科學研究，沒有時間考慮終身大事，優秀的基因得不到傳承也十分可惜啊。怎麼辦？
所以，作者提出了這個兩全其美的構想，一個20歲，正值青春年少，一個22歲，正是風華正茂，一個是娛樂新秀，一個是未來的諾貝爾獎得主，不如由國家出面做媒，在北京三環裡給安排一套學區房，以後生了寶寶穩穩的智慧加美貌雙拔尖，集高情商、高智商於一體，基本上半隻腳已經踏進了清北了。屆時楊粉們必定又是一番歡呼。
只要這個事能成，就不用擔心曹原由華人變成華裔了。以後如法炮製，可以吸引更多的科技人才回國。一舉兩得。娛樂圈精神越來越正，科技人才越來越多，國家巨集偉的人工智慧發展規劃，到2030年還愁達不成嗎？
說一下石墨烯為什麼可以成為超導體
既然是搞技術的，三句話就不了本行。曹原的兩篇論文究竟講了什麼，我們來探究一下。
如上所示，石墨是由許多正六邊形碳原單分子層組成的多層結構。橫向每個碳原子間距只有0.142鈉米，縱向原子間距是0.335鈉米。
石墨在生活中十分常見，小學生寫字用的鉛筆就是石墨做的。石墨的硬度非常之高，很難將其橫向斬斷，但是很容易縱向劃消，就像縱向纖維的竹子和甘蔗一樣，但又遠比甘蔗堅韌許多，需要3500度的高溫才能將其支解。
石墨上下的分子層之間是微弱的範德華力維繫的，在上下層之間的共軛電子很容易在層與層之間流動，所以石墨橫向具有很好的導電性。
家用鋅錳乾電池芯一般是用石墨做的，電池石墨棒易導電、易削卻不易斬斷。但是，石墨縱向，即垂直於分子層的方向是不具有導電性的，或者說導電效能極差，可以視為絕緣體。因為在縱向上沒有可以自由移動的電子，分子層像一張魚網，電子很難擺脫六分子的斥力從魚網中間穿越。
所謂的石墨烯，就是單層的、只有一層分子層的石墨。英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，僅靠此一項簡單技能，共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。
曹原的工作，是將安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫分離的兩層石墨烯疊加，如上面左圖所示，並在一定條件下將其一旋轉偏移 1.1 度，如上面右圖所示，此時石墨烯具有了超導性，即導電並且電阻為零。看上面右側影象，像不像堆疊的鋼管。
為什麼簡單的扭了扭屁股，就從絕緣體變成了超導體？這種事情十分美妙，透露著像 E = mc² 式的簡潔。
任何導電現象，都是自由電子的定向移動。石墨烯旋轉1.1度後具有超導性，說明它在縱向上也具有了自由電子，並且這些自由電子是由於旋轉改變了分子位置及分子之間的作用力而產生的。
那麼這些縱向上自由移動的電子是從原子來的？根據物質守恆定律，物質不會憑空產生。
金剛石是不導電的，我們看一下金剛石的結構。金剛石中每個碳原子與其它4個碳原子相連，並且每個碳原子與其它碳原子的間距是相等的。在石墨的分子層中，每個碳原子與其它碳原子相連。金剛石與石墨的差別，在於上下層兩個碳原子之間生出了一個原子鍵，並且這個原子鍵影響了整體分子結構，最終使石墨結晶成金剛石，成為了堅硬、穩定物質的代表。
那麼，當雙層石墨烯旋轉並呈現出管狀截面時，在上下層兩個碳原子將產生、未產生原子鍵之間，存在著未配對的自由電子，這些自由電子是石墨烯在旋轉後具有超導性的原因。就像水龍頭，擰開了一樣。
我們目前的物理理論，將物質統一分為原子、分子這樣的層級結構，其實這只是我們人類的一種理論。有時候可以換一個角度，用另外一套理論去解釋。就像畫一樣，不同角度的不同畫面展現的可以是同一個物體。所以說，量子理論與相對論可能都是正確的。
2018年12月27日
首發於微信公眾號“藝述思維”：只要國家做媒撮合他們倆，我國科技發展必定如虎添翼，趕英超美！