薛其坤新華社發(fā)
6月13日，清華大學(xué)低維量子物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，薛其坤與學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)工作。李宙攝/清華大學(xué)供圖
薛其坤，1963年12月生，山東蒙陰人。中國(guó)科學(xué)院院士，清華大學(xué)教授、南方科技大學(xué)校長(zhǎng)。凝聚態(tài)物理領(lǐng)域享有國(guó)際聲譽(yù)的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，改革開放以來我國(guó)在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得國(guó)際引領(lǐng)性重大科學(xué)突破的杰出科學(xué)家之一。他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)取得量子反?；魻栃?yīng)和界面高溫超導(dǎo)兩項(xiàng)原創(chuàng)性科學(xué)發(fā)現(xiàn)，均在國(guó)際上產(chǎn)生巨大學(xué)術(shù)影響。作為第一完成人，他榮獲2018年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；作為首位中國(guó)籍科學(xué)家，他榮獲國(guó)際凝聚態(tài)物理最高獎(jiǎng)——奧利弗·巴克利獎(jiǎng)（2024）和國(guó)際低溫物理最高獎(jiǎng)——菲列茲·倫敦獎(jiǎng)（2022）。
“每個(gè)人都要有一種信念。當(dāng)你有了信念，不管遇到多大的困難、經(jīng)受著什么樣的考驗(yàn)，都會(huì)因?yàn)橛袌?jiān)定的信念而篤定向前、樂此不疲。”
——薛其坤
巍巍蒙山高，潺潺沂水長(zhǎng)，八百里沂蒙見證華夏滄桑。
44年前，一位志氣少年，手捧大學(xué)錄取通知書，走出沂蒙大山，投身科學(xué)世界；44年后，雖已年過花甲，他仍精力充沛、熱情不減，享受著逐夢(mèng)帶來的快樂和滿足……
他就是中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授、南方科技大學(xué)校長(zhǎng)薛其坤。
他曾謙遜地自比為“從沂蒙山區(qū)駛出的小船”，如今這艘“小船”，不僅在世界科技的海洋里劈波斬浪，更駛向了國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)——
他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)首次在實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到量子反?；魻栃?yīng)，是新中國(guó)成立以來我國(guó)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的最重要科學(xué)效應(yīng)之一，是國(guó)際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域十余年最重大的科學(xué)突破之一；他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)界面增強(qiáng)高溫超導(dǎo)，是近年來高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的重要突破，在國(guó)際上開辟了高溫超導(dǎo)的全新研究方向……
追求極致，為國(guó)家多作貢獻(xiàn)
提起薛其坤，“勤奮”，幾乎是所有同事和學(xué)生對(duì)他的第一印象。
在追尋量子反常霍爾效應(yīng)的征程上，薛其坤把這種勤奮研究的“拼命勁”發(fā)揮得淋漓盡致。
中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)理學(xué)院原院長(zhǎng)朱邦芬曾感嘆：“其坤有著遠(yuǎn)超普通人的旺盛精力。我有一次和他出差，飛機(jī)到北京已經(jīng)快晚上12點(diǎn)了，他還要到實(shí)驗(yàn)室去看學(xué)生在做什么，有沒有新的發(fā)現(xiàn)。”
因早上7點(diǎn)就在實(shí)驗(yàn)室埋首工作、晚上11點(diǎn)才離開，薛其坤被清華園的師生親切地喚為“7-11先生”。
1992年，作為中日聯(lián)合培養(yǎng)博士生，29歲的薛其坤到位于日本仙臺(tái)的東北大學(xué)櫻井利夫?qū)嶒?yàn)室，學(xué)習(xí)當(dāng)時(shí)國(guó)際上最先進(jìn)的掃描隧道顯微鏡技術(shù)。
“二十世紀(jì)八九十年代，我們的科研水平跟世界還有較大差距，特別是實(shí)驗(yàn)儀器和條件。”薛其坤回憶。
就是在那里，他開啟了“7-11式”的工作節(jié)奏，形成了嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。
“要想把一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)學(xué)好很不容易。我非常珍惜這樣的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。”在薛其坤看來，精益求精、追求極致，是熟練掌握和發(fā)展研究工具和方法的訣竅，更是提高研究創(chuàng)新能力的有效途徑，而這在量子反?；魻栃?yīng)實(shí)驗(yàn)的樣品制備測(cè)試過程中，得到很好體現(xiàn)。
反?；魻栃?yīng)的量子化，需要材料性質(zhì)同時(shí)滿足3項(xiàng)非?？量痰臈l件，如同要求一個(gè)人同時(shí)具有短跑運(yùn)動(dòng)員的速度、籃球運(yùn)動(dòng)員的身高和體操運(yùn)動(dòng)員的靈巧。
“我們利用5臺(tái)精密儀器，制備測(cè)試了1000多個(gè)樣品，幾乎每天都在重復(fù)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)。每次失敗后，我們優(yōu)化樣品、改進(jìn)方法；又失敗了，再優(yōu)化、再改進(jìn)。歷時(shí)4年多才最終完成。”薛其坤平靜地說。
為什么必須追求極致？薛其坤的答案很簡(jiǎn)單：“迎來上大學(xué)的機(jī)遇，對(duì)我來講，已經(jīng)是非常幸福的事情了。感謝黨和人民的培養(yǎng)，感謝國(guó)家給我提供的平臺(tái)，使我這艘小船，能到世界科學(xué)的汪洋大海里航行探索。”
在他看來，科學(xué)研究有著很大不確定性，“把不確定性變成確定性，把偶然變成必然，需要窮盡幾乎所有可能性，不能漏掉任何一個(gè)環(huán)節(jié)”。
每每憶及留學(xué)期間的所聞所見，薛其坤總是難掩內(nèi)心的激動(dòng)：“看著家鄉(xiāng)與國(guó)外的巨大差距，心里就升騰出一個(gè)想法，那就是通過我們的努力，為國(guó)家強(qiáng)大做點(diǎn)貢獻(xiàn)，讓我們中國(guó)老百姓越來越幸福。”
勤奮為槳、信念為帆，這艘“小船”不懼風(fēng)雨、無畏險(xiǎn)阻，錨定航向、奮楫向前。
奮發(fā)圖強(qiáng)，發(fā)出中國(guó)科學(xué)家最強(qiáng)音
去年10月，國(guó)際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)巴克利獎(jiǎng)花落中國(guó)，薛其坤成為70年來首位中國(guó)籍獲獎(jiǎng)?wù)摺?/p>
“獲得巴克利獎(jiǎng)，說明我們的成果已經(jīng)得到了世界物理學(xué)界的高度認(rèn)可，說明我們的成果經(jīng)過10多年的發(fā)展，經(jīng)受住了科學(xué)的考驗(yàn)。”薛其坤說。
量子反?；魻栃?yīng)是凝聚態(tài)物理中的一個(gè)重要量子效應(yīng)。長(zhǎng)期以來，使其“現(xiàn)身”并實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的難度極大，這是許多研究者奮力追尋的科學(xué)目標(biāo)。
時(shí)間回到2009年。從那一年起，薛其坤聯(lián)合清華大學(xué)物理系、中國(guó)科學(xué)院物理研究所、美國(guó)斯坦福大學(xué)的多個(gè)研究組組成攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，開始從拓?fù)浣^緣體方向嘗試突破。
2012年底，在制備測(cè)試1000余個(gè)樣品、闖過一道道難關(guān)后，薛其坤團(tuán)隊(duì)終于成功在實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到量子反?；魻栃?yīng)。該成果于2013年發(fā)表在國(guó)際期刊《科學(xué)》上，被審稿人稱為“凝聚態(tài)物理界一項(xiàng)里程碑式的工作”。
山一程，水一程，抵達(dá)一個(gè)里程碑，只是下一段征程的開始：2015年，團(tuán)隊(duì)首次觀測(cè)到量子反常霍爾效應(yīng)的零電導(dǎo)平臺(tái)；2017年，團(tuán)隊(duì)將量子反?；魻栃?yīng)的觀測(cè)溫度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并首次實(shí)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)多層結(jié)構(gòu)；2018年，團(tuán)隊(duì)與合作者首次發(fā)現(xiàn)一種內(nèi)稟磁性拓?fù)浣^緣體，開啟了國(guó)際上一個(gè)熱點(diǎn)研究方向……
目前，薛其坤團(tuán)隊(duì)正沿著兩個(gè)方向開展攻關(guān)，一個(gè)是量子反常霍爾效應(yīng)以及相關(guān)拓?fù)淞孔游飸B(tài)的應(yīng)用，一個(gè)是高溫超導(dǎo)機(jī)理研究。
“作為一名科學(xué)家，一定要有為我們國(guó)家的高水平科技自立自強(qiáng)努力作貢獻(xiàn)的擔(dān)當(dāng)和責(zé)任。”他說。
初心不改，讓基礎(chǔ)研究之根扎得更深
無論是在世界范圍內(nèi)首次觀測(cè)到拓?fù)湮镔|(zhì)中的量子反常霍爾效應(yīng)，還是在世界難題面前勇于提出與主流相悖的觀點(diǎn)，薛其坤和研究團(tuán)隊(duì)探尋物質(zhì)世界的初心從未改變。
在他看來，基礎(chǔ)研究是整個(gè)科學(xué)體系的源頭，根扎得越深，科技創(chuàng)新之樹才會(huì)越枝繁葉茂。
“開展原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究，需要一批樂于從事基礎(chǔ)研究、敢于沖擊科學(xué)難題的杰出人才。”當(dāng)被問到這些人才需要具備哪些特質(zhì)時(shí)，薛其坤一一歷數(shù)：要具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，要有卓越的科學(xué)直覺，要有對(duì)探究自然奧秘或者思考科學(xué)問題的濃厚興趣，要有百折不撓、追求極致、挑戰(zhàn)極限的品質(zhì)品格……“最重要的是服務(wù)國(guó)家富強(qiáng)、民族復(fù)興的遠(yuǎn)大抱負(fù)和理想。”
科學(xué)研究之路沒有坦途。遇到團(tuán)隊(duì)士氣低落時(shí)怎么辦？遇到研究停滯不前時(shí)怎么辦？“這時(shí)我會(huì)找團(tuán)隊(duì)成員聊聊天，關(guān)鍵時(shí)刻把這些孩子‘拽回來’。”
錢學(xué)森先生曾說過，“常常是最后一把鑰匙打開了門”。在薛其坤看來，這至少包含兩層哲理：一是在找到開鎖鑰匙之前，要堅(jiān)持不斷試錯(cuò)；二是堅(jiān)信總會(huì)有一把鑰匙能把鎖打開。
他經(jīng)常跟團(tuán)隊(duì)成員分享“失敗是成功之母”這句話對(duì)于基礎(chǔ)研究的意義：“如果我們的科學(xué)研究達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，只能證明我們的學(xué)術(shù)判斷不一定正確，這是改進(jìn)學(xué)術(shù)判斷、提高學(xué)術(shù)能力的一個(gè)好機(jī)會(huì)。即使失敗，那也只是說明此路不通，也算是科學(xué)上的一種貢獻(xiàn)，是在探索正確路上的一次努力。”
“回看自己的人生歷程，我感覺，每個(gè)人都要有一種信念。”薛其坤說，“當(dāng)你有了信念，不管遇到多大的困難、經(jīng)受著什么樣的考驗(yàn)，都會(huì)因?yàn)橛袌?jiān)定的信念而篤定向前、樂此不疲。”
責(zé)任編輯：陳曉芳
