2023年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎6月24日在京揭曉，全國人大代表、南方科技大學(xué)校長、中國科學(xué)院院士薛其坤獲得中國科技界崇高榮譽(yù)。
薛其坤是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域著名科學(xué)家，取得多項(xiàng)引領(lǐng)性的重要科學(xué)突破。他率領(lǐng)團(tuán)隊首次實(shí)驗(yàn)觀測到量子反?；魻栃?yīng)，在國際上產(chǎn)生重大學(xué)術(shù)影響；在異質(zhì)結(jié)體系中發(fā)現(xiàn)界面增強(qiáng)的高溫超導(dǎo)電性，開啟了國際高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的全新研究方向。
薛其坤（南科大供圖）
就在去年10月23日，薛其坤摘得2024年度的巴克利獎（2024 Oliver E. Buckley Condensed Matter Physics Prize），這也是該獎自1953年授獎以來首次頒發(fā)給中國國籍物理學(xué)家。巴克利獎被公認(rèn)為是國際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的最高獎，旨在表彰在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域作出卓越貢獻(xiàn)的科學(xué)家。薛其坤和美國哈佛大學(xué)教授Ashvin Vishwanath共同憑藉「對具有拓?fù)淠軒ЫY(jié)構(gòu)的材料的集體電子性質(zhì)的開創(chuàng)性理論和實(shí)驗(yàn)研究」獲此殊榮。
美國物理學(xué)會（American Physical Society）官網(wǎng)截圖
沂蒙小船駛?cè)胧澜绲拇蠛?/strong>
笑臉盈盈，熱情謙遜，質(zhì)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(dāng)科學(xué)家的種子早早在他心裏種下。
薛其坤（中）與高中同學(xué)合影（圖源：央視新聞）
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(xué)光學(xué)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(shù)學(xué)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(jìn)入中國科學(xué)院物理研究所學(xué)習(xí)。他總結(jié)自己的考研經(jīng)驗(yàn)：「不能耍小聰明」。
薛其坤介紹說，雖然經(jīng)歷兩次考研失敗的挫折，以及攻讀研究生並不是特別順利，但這都沒有影響到自己堅持快樂學(xué)習(xí)、工作和生活的態(tài)度?！笇?shí)際上我們這個團(tuán)隊從來沒有說感到非常鬱悶的時候，我們這20多年來始終如一都在快樂地、積極地、努力地在每一個可能的方向上窮盡我們自己的努力，實(shí)現(xiàn)一個個在我們能力範(fàn)圍之內(nèi)儘可能實(shí)現(xiàn)的科研突破」。
開展科學(xué)研究，快樂和勤奮並不矛盾。薛其坤經(jīng)常從早上7點(diǎn)開始就在實(shí)驗(yàn)室埋首工作，到晚上11點(diǎn)才離開?！附^大部分人要想工作更順利一點(diǎn)、事業(yè)更成功一點(diǎn)，我覺得勤奮是非常重要的?！?/p>
他說，在日本、美國留學(xué)和工作8年期間，自己接觸到世界上最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和國際開放的環(huán)境，為了把最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)學(xué)到手，逐漸養(yǎng)成每天「7-11」的勤奮工作習(xí)慣，以及開展實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度?！敢粋€人要有所成就，第一是天賦，第二是努力，有1分天賦，需要99分努力，可以說如果能做一點(diǎn)成績的話，我覺得我是非?？鞓返?、極其努力的」。
薛其坤（左一）在日本求學(xué)期間與導(dǎo)師櫻井利夫（左二）合影（圖源：央視新聞）
薛其坤表示，海外8年求學(xué)和工作的親身經(jīng)歷，觸發(fā)了他多為國家做點(diǎn)事情的強(qiáng)大信念和動力。一是作為中國人，要為家園美好、祖國進(jìn)步作貢獻(xiàn)，作為中國科學(xué)家，要有為國家高水平科技自立自強(qiáng)努力貢獻(xiàn)的擔(dān)當(dāng)和責(zé)任；二是對科學(xué)研究的濃厚興趣，特別是探索未知、發(fā)現(xiàn)全新科學(xué)規(guī)律和實(shí)現(xiàn)科學(xué)突破，這是一種發(fā)自科學(xué)家內(nèi)心的好奇心。
「我要對得起國家和百姓的支持」
出國深造是為了什麼？薛其坤從未忘記。1999年，不到36歲的薛其坤已頗有名氣。他通過中國科學(xué)院「百人計劃」回國，正式加入物理所工作。2005年起，他擔(dān)任清華大學(xué)物理系教授。他瞄準(zhǔn)的一個「0到1的突破」就是「量子反常霍爾效應(yīng)」。如何解釋這個最前沿也很難懂的科學(xué)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?；魻栃?yīng)就是不同於量子霍爾效應(yīng)，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(yùn)動的這麼一個規(guī)律。
自1988年起，不斷有理論物理學(xué)家提出各種方案，但在實(shí)驗(yàn)上都沒有取得任何實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。全世界頂尖的研究組都想攻克這個難題，薛其坤團(tuán)隊也是其中之一。
薛其坤在清華大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室（圖源：央視新聞）
一進(jìn)入位於清華大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室，薛其坤的雙眼閃閃發(fā)光。眼前，不亞於日本的實(shí)驗(yàn)條件讓他止不住內(nèi)心的激動。能在自己的國家，挑戰(zhàn)最難也是自己最嚮往的科學(xué)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(shí)驗(yàn)室，他不敢浪費(fèi)任何一點(diǎn)時間。作為薛其坤的學(xué)生，清華大學(xué)物理系副教授馮硝回憶，薛老師有次「突擊」實(shí)驗(yàn)室，發(fā)現(xiàn)有學(xué)生沒有盯著數(shù)據(jù)採集，而是在上網(wǎng)閒逛，深感痛心。
馮硝：薛老師給我們打過比方，實(shí)驗(yàn)室裡面無論是掃描隧道顯微鏡，還是一些輸運(yùn)測量設(shè)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(diǎn)，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(shí)驗(yàn)條件，他會非常痛心。
在薛其坤眼裏，這個世界一流的實(shí)驗(yàn)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。
「我們確實(shí)把實(shí)驗(yàn)室的儀器用到了我們這個團(tuán)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(shí)驗(yàn)室的支持。」薛其坤說道。
4年時間裏，團(tuán)隊前後製備了1000多個樣品，經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗。但薛其坤並不認(rèn)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(xué)上的一種貢獻(xiàn)，這樣的失敗實(shí)際上是一次成功。
科學(xué)攻關(guān)獲國際認(rèn)可
量子反常霍爾效應(yīng)是凝聚態(tài)物理中的一個重要量子效應(yīng)。長期以來，使其「現(xiàn)身」並實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)觀測的難度極大，是無數(shù)研究者奮力追尋而不得的科學(xué)目標(biāo)。
2009年起，薛其坤聯(lián)合來自清華大學(xué)物理系、中國科學(xué)院物理研究所、美國史丹福大學(xué)等多個研究組，從拓?fù)浣^緣體研究方向嘗試攀登這座科學(xué)高峰。2012年底，在克服一道道難關(guān)後，薛其坤和團(tuán)隊首次在實(shí)驗(yàn)中成功獨(dú)立觀測到量子反常霍爾效應(yīng)。這一成績被視為全球基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)，是世界物理學(xué)界最為重要的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展之一，為後續(xù)國際凝聚態(tài)物理研究引領(lǐng)了新的方向。2013年5月，該成果在美國《科學(xué)》雜誌發(fā)表。審稿人予以高度評價，稱之為「凝聚態(tài)物理界一項(xiàng)里程碑式的工作」。
量子反?；魻栃?yīng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最終測量樣品和數(shù)據(jù)（南科大供圖）
據(jù)了解，在應(yīng)用領(lǐng)域，量子反常霍爾效應(yīng)及其無耗散邊緣態(tài)，將可能在未來被用於發(fā)展新一代的低能耗電子學(xué)器件，解決一系列瓶頸問題。
近日，薛其坤在清華大學(xué)接受記者採訪時表示，在推動量子科技和量子信息技術(shù)發(fā)展、引領(lǐng)量子信息革命等方面，中國將會成為世界的重要力量。「所以，（我）對我們國家未來量子科技的發(fā)展充滿信心」。
帶領(lǐng)團(tuán)隊挑戰(zhàn)更多難題
過去十年，薛其坤和研究團(tuán)隊對拓?fù)淞孔游锢淼奶剿鲝奈赐Ｖ?。他們不斷嘗試提高觀測溫度、積極尋找新材料並取得了重要進(jìn)展。據(jù)悉，未來，團(tuán)隊將推動實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域作為目標(biāo)，力求助力國家信息技術(shù)革新。
在南科大的界面物理實(shí)驗(yàn)室，薛其坤正在解答學(xué)生提出的研究難題。採訪中，薛其坤向記者透露，接下來的研究計劃有兩個方向，其一是繼續(xù)將拓?fù)浣^緣體及量子反常霍爾效應(yīng)研究推向一個新的高度。「推動量子反?；魻栃?yīng)的觀察從極低溫度向更高溫度邁進(jìn)，在液氮溫區(qū)實(shí)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)?！寡ζ淅ふf，「在基於量子反?；魻栃?yīng)和拓?fù)浣^緣體的研究中，我們會看到包括拓?fù)涑瑢?dǎo)等一系列新奇的物理現(xiàn)象?；洞?，我們能在室溫的環(huán)境、室溫的條件下，製造出新電子器件，從而將這一重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用於實(shí)際?！?/p>
薛其坤指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)（圖源：央視新聞）
團(tuán)隊另一個研究方向是對高溫超導(dǎo)機(jī)理的研究。
幾十年來，超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)領(lǐng)域受到數(shù)代物理學(xué)家的持續(xù)關(guān)注。2012年，薛其坤帶領(lǐng)清華大學(xué)物理系研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了單層鐵硒與鈦酸鍶襯底結(jié)合而衍生出的界面高溫超導(dǎo)。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了主流共識。
「未來，我們計劃做的是，對高溫超導(dǎo)機(jī)理的研究，從而更新凝聚態(tài)物理基礎(chǔ)理論，尋找新的高溫超導(dǎo)材料。為此，我們在南科大搭建了新平臺，組建了新團(tuán)隊，成員也正在進(jìn)行方案設(shè)計、儀器打造、平臺建設(shè)等方面的攻關(guān)。我們希望發(fā)揮清華大學(xué)和南科大兩所學(xué)校團(tuán)隊攻堅的力量，爭取早日做出重要的成果。屆時，不僅能產(chǎn)生世界級的科學(xué)技術(shù)，還能對經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到極大推動作用。」薛其坤說。
薛其坤說，量子信息和高溫超導(dǎo)這兩個領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，中國已在國際上佔(zhàn)有重要一席之地。談及量子科技未來發(fā)展，他指出，以量子計算為核心代表的量子信息科學(xué)，將有可能爆發(fā)一次革命，「這次革命不一定比現(xiàn)在我們正在發(fā)生的這種信息革命的意義小，而且難度更大」。可以說，量子信息、量子科技又給包括中國科學(xué)家在內(nèi)的全世界科學(xué)家，提供了一個新的具有劃時代意義的研究領(lǐng)域。
鼓勵青年追求科學(xué)探究奧秘
近年來，薛其坤已獲國家自然科學(xué)一等獎1項(xiàng)，獲國家自然科學(xué)二等獎2項(xiàng)，獲第三世界科學(xué)院物理獎、陳嘉庚科學(xué)獎、求是傑出科學(xué)家獎、何梁何利科學(xué)與技術(shù)成就獎、未來科學(xué)大獎－物質(zhì)科學(xué)獎、（首屆）全國創(chuàng)新爭先獎?wù)?、菲列茲·倫敦紀(jì)念獎等獎勵。
面對眾多含金量極高的榮譽(yù)，薛其坤平淡地表示：「這些成果的取得，得益於改革開放以來國家科技實(shí)力的持續(xù)壯大和基礎(chǔ)科學(xué)研究的長期深厚積累。因此，這些榮譽(yù)屬於團(tuán)隊當(dāng)中的每一位研究者，更屬於國家?！寡ζ淅孕牛覈鴷性絹碓蕉嘁I(lǐng)國際發(fā)展的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和成果湧現(xiàn)。他表示，自己將帶領(lǐng)南方科技大學(xué)、清華大學(xué)團(tuán)隊繼續(xù)在拓?fù)淞孔游锢怼⒏邷爻瑢?dǎo)領(lǐng)域深入開拓，挑戰(zhàn)世界性科學(xué)難題，推動中國基礎(chǔ)科學(xué)研究朝世界前沿不斷邁進(jìn)。
薛其坤工作照（圖源：央視新聞）
「探索科學(xué)和自然奧秘本身就是一個振奮的事情，希望更多年輕人、青少年，能秉承追求科學(xué)、探究奧秘的理念，學(xué)好知識，為人類科學(xué)進(jìn)步作出貢獻(xiàn)?！寡ζ淅ふf。
科學(xué)探索永無止境。他認(rèn)為，加強(qiáng)基礎(chǔ)領(lǐng)域及應(yīng)用領(lǐng)域的探索，不僅會提高高校研究水平，人才培養(yǎng)質(zhì)量，其成果也會惠及到企業(yè)和工業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)化上，推動深圳高科技企業(yè)發(fā)展，推動更多原創(chuàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，讓高質(zhì)量發(fā)展為國家作出貢獻(xiàn)。（作者：讀特客戶端綜合 / 綜合來源：新華社、央視新聞客戶端、中國新聞網(wǎng)、深圳特區(qū)報）
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