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國家最高科學技術獎獲得者薛其坤:我要對得起國家和百姓的支持

發(fā)布時間:2024-06-24 來源:微言教育

薛其坤,這是一個無論在國內還是國際科學界,都叫得響亮的名字。國家自然科學獎一等獎、菲列茲·倫敦獎、未來科學大獎、巴克利獎;35歲當教授,42歲成為中國科學院最年輕的院士之一,50歲攻克量子世界難題……亮眼的履歷今天又增加了一項,61歲獲得國家最高科學技術獎,成為國家最高科學技術獎史上最年輕的獲獎者。


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薛其坤

從山村少年到國際舞臺

笑臉盈盈,熱情謙遜,質樸的山東口音……這是薛其坤給人的第一印象。這位出生在山東臨沂的山村少年自稱“沂蒙山下的孩子”,當科學家的種子早早在他心里種下。

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薛其坤(中)與高中同學合影

夢想的起步很順利,薛其坤以高考物理近乎滿分的成績被山東大學光學系激光專業(yè)錄取。但考研的挫折讓他“始料未及”。第一次考研,高等數學39分,薛其坤不甘心,再考,再失敗,再考……到1987年,他總算通過了考試,進入中國科學院物理研究所學習。他總結自己的考研經驗:“不能耍小聰明”。

薛其坤:我準備考研的時候,因為都是自己準備,還是有點小聰明,實際上是不行的,一定要把各個知識點、知識面復習全面、復習深入了。

在科研上,薛其坤也從不?!靶÷斆鳌?。對物理充滿熱情、吃苦耐勞的他在讀博期間獲得去日本仙臺的東北大學深造的機會。在這里,薛其坤眼界和心境受到巨大沖擊。當時,即便已經在北京做科研,他也沒有見過日本這般先進的實驗條件。

薛其坤:我比較有戀家的情結,看著這種巨大的差別的時候,心里就是期盼著能不能通過我們的努力,我們國家的科技各個方面也像他們那么強大。這種親身的體會會激發(fā)你樹立一種強大的信念,要為國家的強大做點貢獻。

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薛其坤(左一)在日本求學期間與導師櫻井利夫(左二)合影

導師櫻井利夫以嚴厲著稱,實驗室號稱“7-11實驗室”:早上7點得到,晚上11點之前不許離開?!懊刻炀褪侨拢撼燥?、睡覺、搞科研。有的時候困得坐在馬桶上都能睡著?!北е龀龀煽兊男拍睿ζ淅げ粌H不說苦,更分外珍惜每分每秒吃苦的機會,終于在化合物半導體砷化鎵和氮化鎵的一些基本規(guī)律方面做出了世界領先的科研突破。這是日本東北大學近三十年里最重要的成果,也讓薛其坤的科研之路更加清晰。

“7-11”院士:

我要對得起國家和百姓的支持

薛其坤:我一直在思考是不是我們能做更大一點的事情,像一些我們非常崇拜的科學家一樣,能做出震驚世界的成果,能取得0到1的突破。

出國深造是為了什么?他從未忘記。1999年,不到36歲的薛其坤已頗有名氣。他通過中國科學院“百人計劃”回國,正式加入物理所工作。2005年起,他擔任清華大學物理系教授。他瞄準的一個“0到1的突破”就是“量子反常霍爾效應”。如何解釋這個最前沿也很難懂的科學概念?薛其坤有自己的辦法。

薛其坤:在材料中,電子從一個地方到另一個地方,是不知道走哪條路的,它沒有感情。量子反常霍爾效應就是不同于量子霍爾效應,不需要外加磁場這個條件下,電子仍然能像高速公路的汽車一樣高度有序、一往直前運動的這么一個規(guī)律。

自1988年起,不斷有理論物理學家提出各種方案,但在實驗上都沒有取得任何實質性進展。全世界頂尖的研究組都想攻克這個難題,薛其坤團隊也是其中之一。

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薛其坤在清華大學的實驗室

一進入位于清華大學的實驗室,薛其坤的雙眼閃閃發(fā)光。眼前,不亞于日本的實驗條件讓他止不住內心的激動。能在自己的國家,挑戰(zhàn)最難也是自己最向往的科學問題,何等幸福?他“7-11”的作息規(guī)律延續(xù)至今,只要泡在實驗室,他不敢浪費任何一點時間。作為薛其坤的學生,清華大學物理系副教授馮硝回憶,薛老師有次“突擊”實驗室,發(fā)現有學生沒有盯著數據采集,而是在上網閑逛,深感痛心。

馮硝:薛老師給我們打過比方,實驗室里面無論是掃描隧道顯微鏡,還是一些輸運測量設備,都需要一個極低溫的環(huán)境,這個環(huán)境是需要用液氮和液氦來維持的,液氮的價格可能還便宜一點,幾塊錢一升,但是液氦就很貴,幾百塊錢一升,消耗的資源是非常大的,你要再不珍惜這樣的實驗條件,他會非常痛心。

在薛其坤眼里,這個世界一流的實驗室里每臺昂貴的儀器都是來自國家的支持,也是老百姓的支持。他要對得起這份支持。

薛其坤:我們確實把實驗室的儀器用到了我們這個團隊能力的極限,一定要非常努力地工作,不分晝夜地工作,爭取不枉花國家一分錢,對得起國家對我們這個實驗室的支持。

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薛其坤指導學生做實驗

4年時間里,團隊前后制備了1000多個樣品,經歷了無數次的失敗。但薛其坤并不認為這叫失敗。

薛其坤:真正的迷宮可能有99條,只有一條是通的話,你必須要把不通的路給它探索到,這也算是科學上的一種貢獻,這樣的失敗實際上是一次成功。

年輕的學子遇到瓶頸難免郁悶。馮硝說,薛老師常常帶著夜宵給學生們補充體力,加油鼓勁,科研指導上,也總能“一語驚醒夢中人?!?/p>

馮硝:他會提出很多特別有創(chuàng)造性的想法,讓學生們進一步去嘗試。學生們聽完了之后,就覺得還有重大的科學問題沒發(fā)現,又有了一個新的發(fā)力點,就會像打雞血一樣。

成功發(fā)現量子反?;魻栃?/span>

震驚全球物理界

2012年10月的一個晚上,薛其坤收到學生的短信:“量子反?;魻栃鰜砹??!彼种谱∨d奮,迅速返回實驗室,組織團隊成員,設計方案,多次重復驗證。經過2個月的集中測試,團隊得出了完美的實驗數據。他帶了兩瓶香檳,和團隊成員一起慶祝。這一成果在《科學》雜志上發(fā)表,在國際物理學界引起轟動,質疑也隨之而來。

薛其坤:大家認為我們中國科學家不可能做出這種這么重要的成績來,對我們產生懷疑,這種郁悶持續(xù)了一年多。我們的實驗結果最后終于得到了科學界的驗證。作為一個效應,將來會誕生一個科學的名詞,永遠留在人類科學史上,它是一個自然界的基本規(guī)律,就應該在任何地方存在。這就說明了過硬的實驗技術多么重要,嚴謹的學風有多么重要。

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團隊慶??蒲腥〉眠M展

量子反?;魻栃@項震驚全球物理界的科學發(fā)現,讓薛其坤迎來了一系列高光時刻:2016年,首屆未來科學大獎;2018年,國家自然科學獎一等獎;2022年,菲列茲·倫敦獎;2024年,巴克利獎……拿獎拿到手軟。物理學家楊振寧評價說,這是“第一次從中國實驗室里發(fā)表的諾貝爾獎級的物理學論文”。

“嚴厲”又“和藹”

對科研永葆熱情

外人面前的薛其坤和藹可親,學生眼中的薛其坤嚴慈相濟,清華大學物理系教授王亞愚眼中的薛其坤,是個“天生的樂天派”,也是個“矛盾統(tǒng)一體”。

王亞愚:他平時是大大咧咧的,可是他在做研究的時候是無比的心細,對待科研工作,真的是一絲不茍。從某種意義上他是很正統(tǒng)的人,但另一方面作為科學家,他又非常不傳統(tǒng),他的想法經常跟大家都不一樣,有點離經叛道那一面。

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薛其坤工作照

沒有薛其坤的“離經叛道”,或許就沒有這項科學發(fā)現。他常被問起,這個科學發(fā)現有什么應用價值?

薛其坤這樣回答:發(fā)現新的科學效應和科學規(guī)律,是基礎研究皇冠上的明珠,改變人的認知。一個國家強大,我們一定要創(chuàng)造出世界上真正的科學發(fā)現的東西。一個新的科學原理給未來的應用奠定基礎非常重要,要不然的話你干了半天原理是錯的,所以科學家做的一個更重要的事是給應用提供科學上的支撐。至于哪天走上應用,還要考慮它將來是不是有更加經濟、更加實用的材料。

科研之外,薛其坤還擔任過清華大學副校長,現任南方科技大學校長。讓做基礎研究成為一種“幸福”,是他任校長時首先著手的任務。作為國內頂尖的物理學家,薛其坤沒有放下科研夢想,目前團隊還在攻克兩個方向:一個是探索量子反?;魻栃捌溆嘘P的量子態(tài)在拓撲量子計算等方面的應用,另一個是高溫超導機理研究。身兼多職,薛其坤似乎從無疲憊之感,只有逐夢的快樂和幸福。

薛其坤:我是個幸運兒,趕上了中國教育、科技包括人才發(fā)展的一個黃金時期,能趕上這樣一個時代,還能到清華大學當老師,這對我來講是一個無窮的鼓勵,所以碰到一點小困難,在我面前都是小意思了。

記者丨朱敏

視頻導演丨張良

視頻拍攝|朱城輝

來源|中央廣電總臺中國之聲微信號、央視新聞客戶端

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