巨浪不斷!5位90後師兄妹一月內連發5篇CNS!個個一作,“巨浪們”是如何煉成的?

5月6日,被譽為“石墨烯駕馭者”的95後天才少年曹原分別在繼2018年在 Nature 以背靠背刊登瞭重大研究成果後,再次以第一作者兼共同通訊作者在Nature 上連發2篇論文。一時刷爆朋友圈,被稱為“海嘯”。

曹原是中國科大少年班10級的學生,大學班主任是蘭榮老師。不止曹原,近日來,中國科大少年班可謂是“波濤洶湧”。

5月1日與5月14日,曹原的兩個師兄妹,少年班09級與10級王武翟季珠潤,先後以第一作者身份在國際頂級期刊《Science》上發表論文。

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左:王武翟 右:季珠潤

5月14日,《Nature》封面成果介紹瞭激光雷達工作的成果,展望瞭在未來無人駕駛技術上的前景。而該成果重要貢獻者之一劉駿秋,也是中國科學技術大學08級少年班學院校友。他負責瞭該Nature成果最核心技術氮化矽芯片制備。該氮化矽芯片則基於4月20日發表於《Nature Photonics》(自然光子學)的論文。劉駿秋是後一篇論文第一作者。何吉駿(中國科大0938校友)則名列共同第一作者。

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盡管《自然》)正刊或許更令人關註,但不少專傢更認可劉駿秋等作為第一作者的《自然光子學》的論文。劉駿秋曾在2019年參加由比利時根特大學和微電子研究中心(IMEC)組織的歐洲集成光子大會(ECIO),並做報告時就介紹瞭這篇之後才發表於《自然光子學》的成果。大會評委雲集瞭行業的權威。他們幾乎一致同意,授予劉駿秋的報告全場唯一最佳學生報告。該《自然光子學》論文介紹瞭氮化矽芯片,帶來瞭三篇Nature論文(其中一篇就是5月14日Nature發表的封面成果)。

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左:劉駿秋 右:何吉

劉駿秋,畢業於安徽馬鞍山二中,中國科大08級少年班學院(零零班)。2016年獲德國埃爾朗根-紐倫堡大學碩士學位(最高榮譽);2020年獲瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)博士學位。

何吉駿,畢業於安徽蚌埠二中,中國科大2009級物理學院光學與光學工程系(0938)。2015年和2019年分別獲得香港理工大學碩士和博士學位。

不僅如此,據中國科大新創校友基金會瞭解:未來數日至數月,少年班90後驕子還將陸續登頂權威期刊,發表更多重磅成果。真是海嘯不停,巨浪不止。

01、季珠潤,10級:“小妹當不瞭,隻好做大姐”的少年班副班長

5月14日,Science發表瞭題為Photocurrent detection of the orbital angular momentum of light 的研究文章,這項研究是用WTe2材料體系中,發現瞭旋渦光產生的軌道光致發光效應。這個開創性的光相位電學探測方法,無疑讓我們聽到瞭基於光子角動量的超高帶寬光學通信的腳步聲。

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該研究的第一作者,就是來自中國科大少年班10級的季珠潤。季珠潤今年22歲,是該篇Science第一作者中最年輕的女性之一。

據人民日報報道,季珠潤是個地道的北京姑娘,13歲(也可能14歲)從北京市立新學校考入中國科大10級少年班,是當時全班年紀倒數第二小的學生。

跳級如傢常便飯的季珠潤,看起來的確比同齡人成熟不少。年紀雖小,季珠潤卻是少年班的副班長,也是創新科研項目小組的牽頭人。“大概是因為我個子高,小妹當不瞭,隻好做大姐。”季珠潤如此調侃。

自幼彈鋼琴,季珠潤大學時又自學瞭彈吉他和作曲,在中科大,還是學校匯演的常客。

季珠潤出身科研世傢,父母一個研究生物,一個研究地球化學。當初在選擇深造平臺時,有人勸她:不如挑父母的研究領域,未來大有幫助。但季珠潤在和老師分析自己的興趣、特長後,果斷的選擇瞭應用物理,“我最享受的,就是大三、大四泡在實驗室時的感覺,物理才是我真正喜愛的。”2015年,她赴美國常青藤高校賓夕法尼亞大學攻讀應用物理博士學位,博士就讀於Ritesh Agarwal組。

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季珠潤(右四)與研究組的師生們合影

早在2019年,季珠潤等人就在Nature Materials發表瞭關於MoTe2中的圓偏光致電流效應的文章。賓夕法尼亞大學著名的拓撲物理學傢尤金·梅萊(Eugene Mele),2019年科學突破獎獲得者,曾在采訪中高度評價季珠潤:

我極少見到研究生如她,不僅敢於直面如此挑戰;且能駕馭之。她有嘗試新東西的創意,且能實現創意!

“I’ve rarely seen a graduate student faced with that challenge who was able not only to rise to it but to master it. She had the initiative to do something new, and she got it done.”

02王武翟,09級:被評阜陽市“最美傢庭”,榮獲“郭沫若獎學金”

5月1日,Science上線瞭一篇題為“Evidence for an edge supercurrent in the Weyl superconductor MoTe2”的研究文章,研究的第一作者就是中科大少年班09級王武翟,他和導師的這項研究發現,MoTe2材料可以承載超導電流,而且超導電流被限制在其邊緣流動,對拓撲超導的研究意義非凡。

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王武翟博士(左二)與導師等研究組師生在一起

在當今凝聚態物理研究領域,有許多至關重要的議題,第二類外爾半金屬就是其中不得不提的一個關鍵。第二類外爾半金屬被認為存在高能物理中所不存在的多種新型費米子,其能帶中的拓撲性質引發的獨特光學、電學和磁學特性與傳統材料截然不同。第二類外爾半金屬在凝聚態物理,尤其是量子力學和高溫超導領域前景遠大,是未來有可能引發新一輪材料革命的關鍵領域之一。

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普林斯頓大學官網發佈的新聞介紹研究成果配圖。

2009年,因成績突出,正在阜陽一中讀高二的15歲的王武翟直接參加瞭高考,以655分的成績考入中國科技大學09級少年班。

2013年,年僅20歲的王武翟從少年班畢業,並且獲得瞭中國科大本科生最高榮譽獎——郭沫若獎學金(新中國第一獎學金)(曹原也獲得郭沫若獎學金)。畢業就被美國普林斯頓大學錄取,入學成績門門都是A+,學校每年還都為他提供學費、生活費、醫療保險費等。目前,王武翟已順利從普林斯頓大學博士畢業。

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王武翟也來自“學霸傢庭”,據阜陽新聞網,王武翟的父親和母親上學時也是學霸。母親高考時,班級第一名,成瞭全村唯一的大學生,父親則以高分考入安徽農業大學。

這個“學霸”之傢,還榮獲瞭2015年阜陽市“最美傢庭”。

在接受采訪時,王武翟母親說:“我和老公在教育孩子上,不光隻註重學習,還註重孩子的社會能力、思想品質。”王武翟上幼兒園時,父母就支持他多讀書,比如《十萬個為什麼》、《科幻世界》、《上下五千年》。“讀的書多瞭,閱讀速度就提高瞭,孩子的反應能力也變快瞭。”王武翟母親表示,他們不會壓抑孩子的天性,王武翟愛剪紙、拼接,他們就大力支持,讓他多參加學校的活動,多和同學、老師交流。後來,他們發現王武翟對理科很癡迷,她就和老公陪王武翟提前念完瞭高三的課程。

曹原在中國科大少年班就讀期間,被選入“嚴濟慈物理英才班”。類似這樣的科技英才班中國科大已建有16個。自2009年創辦以來,該精英班已經培養瞭一大批的“巨浪”。這些“別人傢的孩子”成功秘訣何在?他們曾經就讀的“科技英才班”又是怎樣一種存在?

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曹原(左)和他在麻省理工的導師帕佈羅·埃雷羅教授

03中科大少年班“巨浪們是如何煉成的?”

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《中國科學報》2020年5月19日 作者 楊凡

隨 天 性

陳暘是中國科大最早接觸到曹原的老師。2010年,時任少年班學院院長的他,在深圳見到曹原時,曹原正在學習化學競賽的知識。“經過一番瞭解,我感覺這個學生各方面素質很不錯,便鼓勵他報考中國科大少年班。”

曹原進校之初本來是準備學化學的,後來逐漸發現自己對物理更感興趣,於是轉到瞭物理這個領域,進入瞭“嚴濟慈物理英才班”。

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2014年,曹原(右一)在中國科大教授曾長淦(左二)實驗室裡和同學們合影

在中國科大,包括科技英才班在內,本科生是可以100%自主選擇專業的,而且至少有3次轉專業的機會。類似曹原這種轉專業的經歷,在中國科大也是司空見慣的事。

“之所以推行這樣的政策,是因為學校考慮,剛進校門的大學生由於對專業缺乏親身體驗和深度瞭解,很有必要在其學習期間,幫助他們逐步發現自己的興趣和潛能,給予其重新選擇適合自己專業的機會。”中國科大校長助理、教務長周叢照說。

因為有多次自由轉專業的機會,本科生們擔心“選錯專業入錯行”的後顧之憂不存在瞭,他們也就有瞭大膽嘗試的勇氣。

在進入大學之前,中國科大 “華夏計算機科技英才班” 2012級學生劉力源最擅長和喜歡的專業是數學。但是,在填報志願的時候,他所填寫的志願卻是此前幾乎沒有投入精力學習過的學科——計算機。

“因為我是一個哈利·波特迷,很羨慕魔法世界的精彩。填報志願時我偶然意識到,編程其實是有點像魔法的,我們雖然不能驅使魔法,但可以驅使計算機。於是,心一橫,想著實在不行,科大還能換專業,我就將計算機作為瞭自己的第一志願。”劉力源說。

事實證明,他當初的選擇是正確的。在以優異的成績榮獲瞭中國科大的最高榮譽獎——郭沫若獎學金後,如今的劉力源正在美國伊利諾伊大學香檳分校繼續深造。

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中國科大盧嘉錫化學科技英才班的同學在實驗室

多年的人才培養成效數據跟蹤分析顯示,在中國科大數學科學學院前10%的優秀畢業生中,有一半來自轉專業的學生;該校物理學院成績前5%的學生中,由非物理專業轉入的同學也占近四成;中國科大最高榮譽“郭沫若獎學金”獲得者中,約四分之一為重新選擇專業的學生。

“最大限度地尊重學生興趣,幫助他們摒除外界雜音,追尋內心最真實的呼喚,已成為中國科大科技英才班廣為人知的秘訣。”周叢照說。

強 基 礎

“從我接收到的學生生源來看,中國科大的本科生是最好的生源:學生素質高,具有紮實的理論基礎和濃厚的科研興趣。這一點也是‘英才班’的基礎和重要保障。”

上述對於中國科大英才班的評價,出自該校“趙忠堯應用物理英才班”的“所系結合”校外導師、中國科學院院士馬餘剛之口。

據介紹,“基礎寬厚實”是中國科大60多年的辦學沉淀和鮮明特色。科技英才班更加註重加強本科生的數學、物理基礎和思維能力。

在英才班培養方案中,學生數學和物理基礎課程的學分數不得低於30學分,約占畢業課程總學分要求的20%,在課程深度上較普通學生也有更高要求。

周叢照表示,科技英才班註重因材施教和個性化培養,努力突破“流水線式”人才培養的局限,選配最優秀的師資,全面實行學業導師制,全方位構建科技英才班的管理和支撐體系,建成“註重基礎、強化交叉、突出前沿”的英才班課程體系,形成“科教結合、所系結合、理實結合”的科技英才班培養模式。

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王鼎盛院士為英才班學子作《磁性物理研究與信息存儲技術的革命》的報告

在強化數理基礎的同時,本科生進入科研實驗室也是中國科大的傳統。以曹原為例,在進入其畢業論文指導老師、中國科大教授曾長淦的實驗室後,曹原在研究選題以及結果分析上得到瞭後者的充分指導。另一方面,曾長淦放手讓曹原發揮理論功底好和編程能力強的優勢,自主動手編程做計算。兩人定期討論研究進展,明確下一步工作思路。這使得曹原有機會在本科階段就參與完整的科研訓練,並在《物理評論B》這樣的國際著名期刊上發表瞭文章。

在科技英才班的培養理念裡,身體素質、心理素質、人際交往能力、表達溝通能力同樣十分重要。這些綜合素質,被嚴濟慈物理科技英才班的主管教授袁軍華稱為“隱形能力”。

“學校采用多項舉措,希望英才班的學生們能夠在本科的學習過程中提高綜合競爭力,能以更高的起點發展未來的事業。這些能力中,許多都是課業以外的‘隱形能力’,這就需要老師盡早抓緊時間培養這些沒有直接分數考查的素質。”袁軍華說。

在這樣的理念推動下,中國科大創建瞭科技英才班獨有的文體活動傳統,推動英才班學生每人學一門藝術、掌握一項終身受益的體育運動技能。從2018年開始,英才班每年舉辦秋季短程馬拉松、春季越野跑活動。

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升 格 局

除瞭學術能力外,眼界、格局、情懷,這些品質都是中國科大科技英才班人才培養的重要著力點,也是助力英才班畢業生在今後的人生道路上持續卓越的動力。

選派本科生到國內外一流大學和科研機構開闊眼界,是中國科大本科人才培養的常規做法,對於英才班的本科生更是加強瞭這方面的要求。

“在正常教學之外,英才班的同學先後赴中科院力學研究所,航天三院、五院及航天員培訓中心,中國工程物理研究院等參觀、學習。”

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科技英才班同學參觀中國科學院電子學研究所

受訪時,該校錢學森力學科技英才班學生毛岸竹回憶說,在這一過程中,他們直接接觸力學領域科學研究和工程應用前沿、各實驗室設備和課題的現場介紹,這對他們理解力學概念、瞭解力學應用前景、堅定力學學習信念等都起到瞭良好作用。

除到國內科研機構參觀外,中國科大還積極實施英才班學生的境外暑期研修計劃、學期交流和海外畢業設計等項目,提高學生培養的國際化程度。

比如,近年來,中國科大通過校際合作協議以及教授們的海外聯系,在三年級暑假有計劃地派遣英才班的拔尖學生到國際一流大學實驗室,進行為期8~10周的科研實踐,部分學生此後還會繼續在國外高校完成一年的畢業論文工作。

同時,中國科大也同樣重視吸引國外一流大學優秀學生來校交流,打造學術共同體。2013年以來,中國科大統籌舉辦“未來科學傢國際夏令營”,已逐漸成為英才班國際交流活動的重要品牌之一。

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未來科學傢國際夏令營

除開闊英才班學生在學術領域的眼界外,中國科大尤其註重培養學生的“科教報國,紅專並進”的格局和情懷。

“大學是個培育人的地方,從中走出來的學生或多或少都會帶有該所大學的氣質。在中國科大的幾年裡,它教會瞭我要心存天下。以前覺得傢國天下是那樣的遙遠,如今中國科大讓我擁有瞭實現自己抱負的可能,讓我有信心也有勇氣爭做時代的先鋒。”受訪時,“華夏計算機科技英才班”學生、ACS世界大學生超級計算機競賽冠軍占謝超說。

“在中國科大,有許多優秀的學生與曹原一樣,天資聰穎,不畏挑戰。中國科大的這種培養模式,正好切合瞭‘曹原們’的成長需要,令他們如魚得水。”作為中國科大教務處常務副處長,曾長淦說:“前不久,學校發佈瞭‘一流本科教育質量提升計劃’的行動綱領,讓每位學生都能充分享有更加個性化的優質教育資源,相信將來我們一定會培養出更多的優秀學生。對此,我充滿信心。”

海嘯不斷,巨浪不止!期待更多成果的發表!

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