超越歐姆定律

宇舒

8月北京的清晨，暴雨之后，難得的涼爽。我打車剛到清華西北門，就看到門口大隊(duì)大隊(duì)的中學(xué)生，還有他們的父母，排著隊(duì)照相。這些來自全國(guó)各地的孩子，個(gè)個(gè)都特別興奮。

不知為何，我突然眼睛有些發(fā)酸。

這就是清華——中國(guó)人心中最神圣的兩所大學(xué)之一。

采訪的聯(lián)系人張友生老師給門衛(wèi)打了電話，我走進(jìn)了寧?kù)o的清華園。

行走在寂靜的清華園，看著那些騎著自行車，風(fēng)一般掠過的清華學(xué)子，我的心里涌起一陣佩服。我的孩子曾經(jīng)就讀于我們市最好中學(xué)的清北班，那幾年里，考上清華、北大，就是我女兒和她的清北班同學(xué)，還有我們?nèi)考议L(zhǎng)做夢(mèng)都想的事兒。雖然她后來申請(qǐng)到了美國(guó)排名14的大學(xué)，我此刻仍然發(fā)現(xiàn)，和所有中國(guó)人一樣，最讓我肅然起敬的，依然還是清華、北大。

而我今天要去采訪的，是中科院院士、清華副校長(zhǎng)薛其坤。

習(xí)近平總書記介紹我國(guó)自新中國(guó)成立以來在基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先的代表性工作時(shí)，提到量子反?；魻栃?yīng)，其發(fā)現(xiàn)者是：薛其坤團(tuán)隊(duì);

“從中國(guó)的實(shí)驗(yàn)室里頭，第一次做出并發(fā)表出諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的物理學(xué)論文”——楊振寧教授所說的，是薛其坤團(tuán)隊(duì);

2016年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、普林斯頓大學(xué)的霍爾丹（Haldane）教授在介紹其獲獎(jiǎng)理論工作時(shí)同時(shí)介紹的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其發(fā)現(xiàn)者仍然是：薛其坤團(tuán)隊(duì)。

薛其坤，那個(gè)在央視《朗讀者》節(jié)目中，用沂蒙口音講述他的日本導(dǎo)師請(qǐng)他吃生魚片，然后問董卿：“生魚片，你吃過吧？”一句話讓觀眾大笑之余留下深刻印象的樸實(shí)可愛的科學(xué)家。

中國(guó)實(shí)驗(yàn)室的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)：量子反常霍爾效應(yīng)

“我叫薛其坤，薛寶釵的薛，薛定諤的薛。50多年以前，我出生在山東沂蒙山區(qū)的一個(gè)小山村，家鄉(xiāng)非常貧窮。我就像一只小船從非常簡(jiǎn)單的地方出發(fā)，到濟(jì)南讀大學(xué)，到孔子的家鄉(xiāng)曲阜工作。然后，來到了我們的首都北京讀研究生。然后又東渡日本的仙臺(tái)，和魯迅先生做校友，留學(xué)、工作。然后又到美國(guó)做博士后。在地球上轉(zhuǎn)了一圈以后，又落腳于北京，落腳于清華大學(xué)。今天我代表我的團(tuán)隊(duì)走到了這個(gè)崇高的舞臺(tái)上。我想說能夠登上這樣的舞臺(tái)，我是特別幸運(yùn)的人。所以，我感激，我感恩。”

這是薛其坤2016年9月在未來科學(xué)大獎(jiǎng)物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)儀式上的深情告白。未來科學(xué)大獎(jiǎng)是一個(gè)對(duì)標(biāo)諾貝爾獎(jiǎng)的中國(guó)民間科學(xué)大獎(jiǎng)，首屆包括物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)和生命科學(xué)獎(jiǎng)兩個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，每一個(gè)獲獎(jiǎng)?wù)叩莫?jiǎng)金高達(dá)一百萬(wàn)美元，其中物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)由著名企業(yè)家鄧鋒、吳亞軍、吳鷹、徐小平捐贈(zèng)設(shè)立。薛其坤這條從沂蒙山區(qū)出發(fā)的小船，憑借什么獲此殊榮？

他憑借的是2012年12月，中國(guó)清華大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里所誕生的一項(xiàng)重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)：薛其坤團(tuán)隊(duì)在真實(shí)材料中發(fā)現(xiàn)了量子反常霍爾效應(yīng)。這是新中國(guó)成立以來由我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的、寥寥無(wú)幾的重要科學(xué)效應(yīng)之一。

這是一項(xiàng)顛覆性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，它使我們?nèi)祟悓?duì)微觀世界電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)知達(dá)到了一個(gè)全新的高度。

歐姆定律是電磁學(xué)的經(jīng)典規(guī)律。按照人們熟知的歐姆定律，在同一電路中，通過某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。簡(jiǎn)單地說，有電流時(shí)一定會(huì)有電壓和電阻。

可是，在量子反常霍爾效應(yīng)中，就是可以有電流時(shí)沒有電阻和電壓。

同樣根據(jù)歐姆定律，電流在傳輸?shù)耐瑫r(shí)會(huì)產(chǎn)生熱，其熱量正比于電阻以及電流的平方。熱的產(chǎn)生既有用，也有害，比如，電阻存在導(dǎo)致的器件發(fā)熱是包括微電子產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的很多產(chǎn)業(yè)都面臨著的一個(gè)瓶頸問題。

既然在量子反?；魻栃?yīng)中，電流通過時(shí)材料沒有電阻，器件在運(yùn)行時(shí)發(fā)熱將會(huì)很少，發(fā)熱、能耗、速度慢等問題理論上說就可以被完全避免。你能想象你的手機(jī)一個(gè)星期不充電嗎？它是不是很顛覆？量子反?；魻栃?yīng)甚至還將有可能帶來更多我們無(wú)法想象的應(yīng)用，更多我們無(wú)法想象的變革。而且做到這一切，它并不需要像三次斬獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的量子霍爾效應(yīng)一樣需要強(qiáng)磁場(chǎng)。它根本不需要磁場(chǎng)。

但是什么是量子反?；魻栃?yīng)？在了解它之前，我們先來了解什么是量子霍爾效應(yīng)。

量子霍爾效應(yīng)：強(qiáng)磁場(chǎng)下電子的高速公路

我去采訪薛老師的時(shí)候，特地把手機(jī)充滿電，充電寶充滿電，生怕采訪的時(shí)候，正錄著音，手機(jī)沒電了，掉鏈子。

手機(jī)沒電是一件非常尷尬的事兒，而這件事又經(jīng)常發(fā)生。

手機(jī)為什么會(huì)經(jīng)常沒電？因?yàn)槠胀顟B(tài)下的電子運(yùn)動(dòng)，時(shí)有碰撞。就像人從亂糟糟的農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的一端走到另一端，總會(huì)走彎路、碰到人，那么就會(huì)造成發(fā)熱、效率不高，這不只是手機(jī)這種電子產(chǎn)品耗電快的原因之一，也是目前所有晶體管發(fā)熱、能耗高的重要原因之一。

有什么方法能讓電子運(yùn)動(dòng)像車子在“高速公路”上分道行駛，有一定規(guī)則，而不是像在農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)里那么混亂無(wú)序嗎？

有，那就是量子霍爾效應(yīng)中的電子運(yùn)動(dòng)。

量子霍爾效應(yīng)是指在強(qiáng)磁場(chǎng)的條件下，電子運(yùn)動(dòng)如同車輛在高速公路上行駛一般規(guī)則有序，這無(wú)疑可以減少電子相互沖撞造成的發(fā)熱、能耗高等現(xiàn)象。因此，在量子反?；魻栃?yīng)發(fā)現(xiàn)之前，量子霍爾效應(yīng)是整個(gè)凝聚態(tài)物理領(lǐng)域最重要、最基本的量子效應(yīng)之一，它是一種典型的宏觀量子效應(yīng)，是微觀電子世界的量子行為在宏觀尺度上的一個(gè)完美體現(xiàn)。

事實(shí)上，與量子霍爾效應(yīng)相關(guān)的研究已三獲諾貝爾獎(jiǎng)：

半導(dǎo)體硅中的整數(shù)量子霍爾效應(yīng)，1980年德國(guó)科學(xué)家馮·克利青（Klaus yon Klitzing）發(fā)現(xiàn)，于1985年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng);

半導(dǎo)體砷化鎵中的分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)，1982年美籍華裔物理學(xué)家崔琦（Daniel CheeTsui）、美國(guó)物理學(xué)家施特默（Horst L.Stormer）等發(fā)現(xiàn)，美國(guó)物理學(xué)家勞弗林（RobertB.Laughlin）給出理論解釋，三人共同獲得1998年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng);

石墨烯中的半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)，2005年英國(guó)科學(xué)家安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）發(fā)現(xiàn)，于2010年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，

所有這些發(fā)現(xiàn)都與量子霍爾效應(yīng)有關(guān)。量子霍爾效應(yīng)與后來薛其坤團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的量子反?；魻栃?yīng)一樣，都是不同于歐姆定律的全新物理效應(yīng)，但前者卻需要強(qiáng)磁場(chǎng)才能實(shí)現(xiàn)。那么接下來我們來看看何為量子反常霍爾效應(yīng)。

量子反?；魻栃?yīng)：零磁場(chǎng)下電子的高速公路

那么，什么是量子反?；魻栃?yīng)呢？

普通量子霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生需要非常強(qiáng)的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的強(qiáng)度一般在幾個(gè)特斯拉，大概是地球地磁場(chǎng)的幾萬(wàn)倍，有時(shí)甚至要高到幾十萬(wàn)倍，要產(chǎn)生這樣的磁場(chǎng)需要一個(gè)非常大的昂貴設(shè)備。薛其坤說，一般像冰箱那么大，造價(jià)幾百萬(wàn)。我們平時(shí)兜里裝一個(gè)充電寶都會(huì)覺得包重了好多，計(jì)算機(jī)旁邊配一個(gè)冰箱那么大的設(shè)備來產(chǎn)生磁場(chǎng)，可想而知，要實(shí)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)成本非常昂貴，龐大的體積也不適用于便攜式電子產(chǎn)品，顯然很難得到應(yīng)用。

那么有沒有什么辦法，在零磁場(chǎng)的條件下，也讓電子運(yùn)動(dòng)像在高速公路上那么有序，而不是像在農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)里那么亂糟糟呢？

這聽起來很難。

但科學(xué)家首先是一些富有想象力的人，他們想象出一件又一件不可能的事。

1988年，美國(guó)物理學(xué)家霍爾丹（F.DuncanM.Haldane）提出，可能存在不需要外磁場(chǎng)的量子霍爾效應(yīng)。

然而Haldane的理論模型在實(shí)際的固體體系中無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗笤诰Ц癯叨壬辖诲e(cuò)的磁場(chǎng)。如果不能在真實(shí)材料中發(fā)現(xiàn)它，它就僅僅只是一種猜想。

而實(shí)驗(yàn)科學(xué)家，就是用實(shí)實(shí)在在的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)猜想的人。

薛其坤和他的團(tuán)隊(duì)成員，就是這樣的科學(xué)家。

2012年：發(fā)現(xiàn)！

世界量子物理學(xué)應(yīng)該會(huì)記住2012年——人類終于在真實(shí)材料中發(fā)現(xiàn)了量子反常霍爾效應(yīng)！這個(gè)量子世界的物理現(xiàn)象不再只是一句猜想。

那是2012年10月12日晚上10點(diǎn)35分，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)沒有進(jìn)展，薛其坤老師情緒不是太好，加上這天非常勞累，就比平時(shí)提前了半個(gè)小時(shí)回家，在學(xué)校住宅小區(qū)馬路邊剛停好車，突然手機(jī)在兜里震動(dòng)了一下。

“薛老師，量子反?；魻栃?yīng)出來了，等待詳細(xì)測(cè)量。”是學(xué)生常翠祖發(fā)來的。

平淡的兩句話，令薛其坤幾個(gè)月的郁悶一掃而光。

迅速壓抑住心臟的狂跳，平靜下來，薛其坤立即組織起團(tuán)隊(duì)成員，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、部署實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，馬上投入到優(yōu)化和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的實(shí)施步驟中。

收到短信的那天晚上，僅僅是量子反常霍爾效應(yīng)露出了尾巴，從出現(xiàn)跡象到完成，又花了兩個(gè)多月，不斷地改變表面、界面和材料的狀態(tài)，直到12月的一天……

這一天，仿佛是有預(yù)感，一向喜歡買好吃的“賄賂”大家的薛其坤，又提前在機(jī)場(chǎng)的免稅店買了最好的香檳之一Dom Perignon。

這一天，一個(gè)所有人期待了4年的標(biāo)志性數(shù)值——25812.807歐姆，終于出現(xiàn)在了他們的實(shí)驗(yàn)室……那一刻，數(shù)據(jù)不停地跳動(dòng)著，10000、20000、25800、25812.807，數(shù)據(jù)停住了！

為什么會(huì)是它——25812.8077為什么會(huì)是這個(gè)數(shù)字？因?yàn)椴牧显诹愦艌?chǎng)中的反常霍爾電阻達(dá)到量子電阻（h/e²=25812.807歐姆）的數(shù)值，并形成一個(gè)平臺(tái)，同時(shí)縱向電阻急劇降低并趨近于零，再完全降到零，這是量子化反?；魻栃?yīng)的特征性行為。

如果數(shù)據(jù)沒有停在那里，沖過去了，就說明整個(gè)團(tuán)隊(duì)4年努力的方向是錯(cuò)誤的，是完全無(wú)意義的。也可能又是很有意義的，說明理論預(yù)期并不正確，會(huì)避免更多的人徒勞無(wú)功，這是科學(xué)探索中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象。

那一瞬，每一個(gè)人都屏住了呼吸。團(tuán)隊(duì)里的每一個(gè)人，彼此望著對(duì)方，不敢相信自己的眼睛。真的是25812.807歐姆嗎？真的穩(wěn)定在了這個(gè)大家期待了4年的數(shù)值嗎？

2012年12月，這一群中國(guó)人，在全世界，首次在真實(shí)材料中發(fā)現(xiàn)了量子反常霍爾效應(yīng)！

拍照，用一次性紙杯喝最好的香檳，想哭但是哭不出來……

這一天，離2008年10月實(shí)驗(yàn)開始，已過去4年多。四年零兩個(gè)月，1500多個(gè)日子，每天從早上7點(diǎn)到晚上11點(diǎn)泡在實(shí)驗(yàn)室里。

2008年10月到2009年2月，第一個(gè)平臺(tái)期——最開始的整整7個(gè)月，他們沿國(guó)際上慣用的技術(shù)路線進(jìn)行嘗試，數(shù)字始終保持在“0”附近，幾乎一動(dòng)不動(dòng)。7個(gè)月，重復(fù)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，各種改進(jìn)，各種猜想，找了幾十個(gè)原因，發(fā)現(xiàn)都不是原因，都沒能絲毫解決問題，數(shù)值就是固執(zhí)地保持在“0”附近，離他們想要的25812，不肯邁進(jìn)0.001，學(xué)生都干不下去了，因?yàn)樗麄円獙懻撐?，要畢業(yè)，大半年、大半年地在這個(gè)毫無(wú)進(jìn)展的實(shí)驗(yàn)上耗，耗不起。

2011年5月，化學(xué)勢(shì)調(diào)控和鐵磁絕緣相的實(shí)現(xiàn)，讓電阻值開始擺脫7個(gè)月不變的“0”，向0.01邁進(jìn)了一小步，然后0.02，0.03，0.05……

到2011年6月，又進(jìn)入第二個(gè)平臺(tái)期——數(shù)值達(dá)到了5000，然后，數(shù)值幾乎又不動(dòng)了。直到2012年1月。又是大半年，沒有任何進(jìn)展，又開始看文獻(xiàn)，分析數(shù)據(jù)，導(dǎo)師薛其坤又不停地鼓勵(lì)學(xué)生，找問題，找到一個(gè)可能性、突破點(diǎn)，就去試，試了之后發(fā)現(xiàn)仍然沒用，又找，又試，又白搭。

2012年1月，終于發(fā)現(xiàn)一個(gè)途徑是正確的，通過優(yōu)化組分和層厚，數(shù)據(jù)開始明顯地往上走。

2012年3月，又陷入停滯，第三個(gè)平臺(tái)期——直到2012年10月，數(shù)據(jù)開始明顯上翹，薛其坤老師收到學(xué)生常翠祖發(fā)來的那條短信，那條讓他的手有些微微顫抖的短信。

大家終于知道自己團(tuán)隊(duì)的努力方向是正確的了！

有過多少次失敗？探索過多少種不同元素、組分和結(jié)構(gòu)來生長(zhǎng)材料？用過1300個(gè)，還是1500個(gè)樣品？

薄膜生長(zhǎng)、磁性摻雜、門電壓控制、低溫輸運(yùn)測(cè)量，多少道難關(guān)？

其中薄膜生長(zhǎng)、磁性摻雜等，就是為了制出滿足實(shí)驗(yàn)需求的材料，這是最難也最關(guān)鍵的部分。

為什么制出材料最關(guān)鍵？前面曾經(jīng)提到過，量子霍爾效應(yīng)和量子反?；魻栃?yīng)之所以奇妙，就是因?yàn)樵谶@種效應(yīng)中材料是沒有電阻的，同時(shí)，在垂直于電流流動(dòng)方向的電阻（霍爾電阻）歸化成一個(gè)與材料沒有任何關(guān)系的量子電阻值，即上面提到的25812.807歐姆。

那怎樣才能沒有電阻呢？量子霍爾效應(yīng)是借助強(qiáng)磁場(chǎng)，量子反?；魻栃?yīng)呢？我們都知道在宏觀世界中電阻的大小和材料有著一對(duì)一的直接關(guān)系。因此要實(shí)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)，突破點(diǎn)應(yīng)該在材料上。這種材料首先應(yīng)該在電流通過時(shí)沒有電阻，然后它還要自帶磁性，以代替量子霍爾效應(yīng)中的強(qiáng)磁場(chǎng)，還有呢？它應(yīng)該多厚？

沒有電阻？這是多么極致的要求！就好比一塊完全沒有摩擦力的地面。也只有在量子世界才能達(dá)到這樣的極致。

制出滿足實(shí)驗(yàn)需求的材料，就是需要這樣“偏執(zhí)”到極致！薛其坤曾經(jīng)說：“在量子世界中，我們追求材料純度是無(wú)止境的?！比绻?0億個(gè)硅原子排列成晶體，中間有1個(gè)雜質(zhì)，相對(duì)于絕緣的硅，其電阻會(huì)變成3個(gè)量級(jí)，達(dá)到3000倍的變化。準(zhǔn)確地說，就是在量子反?；魻栃?yīng)實(shí)驗(yàn)中，一種百萬(wàn)量級(jí)原子中，不能出現(xiàn)一個(gè)原子的誤差或者雜質(zhì)！

他們不是和一粒塵埃較勁，也不是和顯微鏡下的一個(gè)病毒較勁，而是和一個(gè)原子較勁！

而且這還只是一方面。量子反?；魻栃?yīng)所要求的材料還要有磁性、有拓?fù)湫再|(zhì)，還要絕緣，它是一種薄膜，而且沒人知道這種薄膜應(yīng)該多厚。

薛其坤介紹，美國(guó)斯坦福大學(xué)華裔科學(xué)家張首晟和清華大學(xué)的劉朝星等人于2008年首次提出，可以通過制備二維磁性摻雜拓?fù)浣^緣體材料實(shí)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)。可是怎樣生長(zhǎng)出這種材料呢？

為了制備高質(zhì)量的拓?fù)浣^緣體材料，薛其坤團(tuán)隊(duì)用了一種叫“分子束外延”的方法，可以通過一個(gè)原子層一個(gè)原子層的堆積過程實(shí)現(xiàn)。打個(gè)簡(jiǎn)單的比喻，就是把分子按照特別精妙的要求和化學(xué)配比壘起來，生成一種材料。而且這些要求和化學(xué)配比等，事先沒有人知道，只能在實(shí)驗(yàn)中不斷摸索，不斷試。

這樣生長(zhǎng)起來的拓?fù)浣^緣體是一種內(nèi)部絕緣，表面可以允許電荷移動(dòng)的材料，只有幾個(gè)納米厚，如果用肉眼觀察，培養(yǎng)皿里的拓?fù)浣^緣體只是一小片發(fā)灰的芯片，需要4種元素。其中，4種元素的配比該是多少，薄膜的生長(zhǎng)條件等，如何把握住不知道的火候，都十分復(fù)雜精妙?！氨热?，應(yīng)該是1%的鐵，還是砒的鐵，你怎么知道？”薛其坤說。如果沒有深邃的學(xué)術(shù)判斷力，很可能就會(huì)走入歧途，可謂差之毫厘，謬之千里。

這個(gè)材料簡(jiǎn)直就是個(gè)“怪人”。“這就如同要求一個(gè)運(yùn)動(dòng)員同時(shí)具有劉翔的速度、姚明的高度和郭晶晶的靈巧度。在實(shí)際的材料中實(shí)現(xiàn)以上任何一點(diǎn)都具有相當(dāng)大的難度，而要同時(shí)滿足這3點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家來講是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)?！闭n題組成員、清華大學(xué)王亞愚教授這樣描述實(shí)驗(yàn)對(duì)材料要求的苛刻程度。

真正地解決其中一個(gè)問題，滿足3點(diǎn)中的一點(diǎn)，大概花了一年多的時(shí)間，又開始解決第二個(gè)問題，滿足第二點(diǎn)，大概又花了一年多，然后又開始尋找途徑解決第三個(gè)問題。在復(fù)雜的數(shù)據(jù)中去找到一條正確的路，絕對(duì)地考驗(yàn)洞察力和學(xué)術(shù)水平。

無(wú)法忘記，這4年中，那一點(diǎn)點(diǎn)關(guān)于拓?fù)浣^緣體的進(jìn)展：

2010年，完成對(duì)l納米到6納米厚度薄膜的生長(zhǎng)和輸運(yùn)測(cè)量。

2011年，實(shí)現(xiàn)對(duì)拓?fù)浣^緣體能帶結(jié)構(gòu)的精密調(diào)控，使其成為真正的絕緣體，并去除了體內(nèi)電子對(duì)輸運(yùn)性質(zhì)的影響。

2011年年底，在準(zhǔn)二維、體絕緣的拓?fù)浣^緣體中實(shí)現(xiàn)了“自發(fā)長(zhǎng)程鐵磁性”，并利用外加?xùn)艠O電壓對(duì)其電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了原位精密調(diào)控。

2012年12月，終于在全世界首次，于實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)了量子反?；魻栃?yīng)。

一年半以后，日本東京大學(xué)、美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校、麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)等4所國(guó)際著名高校的研究團(tuán)隊(duì)，相繼復(fù)現(xiàn)報(bào)道了量子反?；魻栃?yīng)，進(jìn)一步證明了實(shí)驗(yàn)的可靠性。

貨真價(jià)實(shí)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)

超級(jí)計(jì)算機(jī)變身iPad大小;手機(jī)儲(chǔ)存不再是一兩百G，而是幾個(gè)T;電流循環(huán)不停，電表卻幾乎未走字;手機(jī)幾個(gè)月不充電;電腦再也不會(huì)發(fā)熱，再也不會(huì)速度變慢……你想象過這一切嗎？如果量子反?；魻栃?yīng)能夠在室溫下實(shí)現(xiàn)，和解決材料昂貴的問題，微觀“小”世界的“小”發(fā)現(xiàn)，可能成就宏觀世界的大夢(mèng)想！而且并不需要借助冰箱那么大的昂貴設(shè)備去產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)、去實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想。

這項(xiàng)研究成果為未來信息技術(shù)革命提供了全新的原理，使我們能做出低能耗晶體管和電子元器件，還可以用它和超導(dǎo)一起去做量子計(jì)算。

2013年4月9日，在清華大學(xué)舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，著名物理學(xué)家楊振寧教授發(fā)表講話時(shí)表示：“這是從中國(guó)的實(shí)驗(yàn)室里頭，第一次做出并發(fā)表出諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的物理學(xué)論文。”隨后在接受鳳凰網(wǎng)采訪時(shí)，楊振寧再次表示：“我相信99%在前沿物理學(xué)做研究的人都會(huì)同意這是諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的工作?！?/p>

2016年5月30日的全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)、兩院院士大會(huì)上，習(xí)近平總書記介紹我國(guó)在基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先的代表性工作時(shí)，提到了薛其坤團(tuán)隊(duì)的科研成果。

2016年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者之一、普林斯頓大學(xué)的霍爾丹教授，也就是在1988年提出可能存在不需要外磁場(chǎng)的量子霍爾效應(yīng)的人，他認(rèn)為，自己能獲諾獎(jiǎng)，與薛其坤團(tuán)隊(duì)量子反?；魻栃?yīng)的發(fā)現(xiàn)有著非常密切的關(guān)系，他對(duì)薛其坤院士表示了感謝。霍爾丹教授多次在他的演講中，特意把薛其坤團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)放在顯赫的位置，列為拓?fù)湮镔|(zhì)領(lǐng)域最重要的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著我國(guó)在拓?fù)湮镔|(zhì)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究居世界領(lǐng)先地位。量子反常霍爾效應(yīng)被瑞典皇家科學(xué)院編寫的《2016年諾貝爾物理科學(xué)背景介紹》列為拓?fù)湮镔|(zhì)領(lǐng)域具代表性的實(shí)驗(yàn)突破。介紹中說，“25年后，零磁場(chǎng)的量子反?；魻栃?yīng)在Cr-（Bi，Sb）₂Te₃薄膜中被發(fā)現(xiàn)，為這個(gè)物態(tài)提供第一個(gè)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)?！边@也是改革開放40年來中國(guó)物理學(xué)家的成果第一次被放到這么重要的位置介紹。

作為團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)頭人，薛其坤獲得了首屆未來科學(xué)大獎(jiǎng)的物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)，獎(jiǎng)金高達(dá)一百萬(wàn)美元。

薛其坤，這個(gè)助手和學(xué)生們口中智商、情商雙高的“薛老師”，這個(gè)不管在哪里見到他，他都會(huì)先向你笑，那樣咧開嘴，高興到心里的笑，感染著團(tuán)隊(duì)所有人，讓所有人“滿血復(fù)活”的薛老師，這個(gè)時(shí)不時(shí)買好吃的、煮咖啡“賄賂”大家的“好人”，助手們都說，沒有他，就不可能有量子反?；魻栃?yīng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。

他的研究團(tuán)隊(duì)包括清華大學(xué)、中科院物理研究所等4個(gè)研究組，還有20多位研究生，研究組的成員有畢業(yè)于普林斯頓的物理學(xué)家王亞愚，有后來去了麻省理工學(xué)院深造和賓州州立大學(xué)任教的常翠祖，還有中科院的馬旭村、何珂和呂力等，大家都是能人。分散在不同地方的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)成員，每天都通過電話和郵件交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，隔兩三周就會(huì)充分討論實(shí)驗(yàn)的所有細(xì)節(jié)。王亞愚說：“只有薛老師才能會(huì)聚起這么多人，能去做這項(xiàng)研究?！?/p>

“好人”，是學(xué)生對(duì)薛老師最樸實(shí)的評(píng)價(jià)。即使是在擔(dān)任清華大學(xué)副校長(zhǎng)后異常忙碌的日子里，他始終保持著與學(xué)生們研討的習(xí)慣。

這個(gè)薛老師，一口沂蒙口音，普通話完全不標(biāo)準(zhǔn)，采訪中卻不時(shí)逗笑我們。連續(xù)3個(gè)小時(shí)滔滔不絕的講述，這個(gè)科學(xué)家、這艘“沂蒙小船”，散發(fā)出他特有的誠(chéng)實(shí)、率真，和某種冷幽默。

這艘“沂蒙小船”，對(duì)世界充滿了真誠(chéng)的感恩：

感恩父母給這艘小船生命。

感恩過去10多年，黨和國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)科研和高等教育的穩(wěn)定支持，投入增長(zhǎng)超過了GDP的增長(zhǎng)，使他能購(gòu)買第一流的設(shè)備來做實(shí)驗(yàn)，成為全世界最幸福的科學(xué)家。

感恩“沂蒙小船”有毛病時(shí)，導(dǎo)師陸華、櫻井利夫幫修修，調(diào)調(diào)方向。

感恩妻子，在幾度的兩地分居生活中，一個(gè)人帶著孩子。而薛其坤所做的，就是獲獎(jiǎng)時(shí)，把手里還沒有焐熱的一百萬(wàn)大獎(jiǎng)支票，馬上交給她。

更感恩與自己并肩戰(zhàn)斗的助手、學(xué)生，給了自己這艘小船青春的生命。

“牛還輪不到我放，我只放過鴨子”

“網(wǎng)絡(luò)上說你從一個(gè)放牛娃到科學(xué)家……”

“我沒放過牛，我也不知道放牛娃這個(gè)是怎么說出去的，我打過豬草，放過鴨子，因?yàn)榕Ｈ逯挥袔最^，不讓小孩放的，小牛跟著大牛，所以即使是小牛也輪不上我放。課余我做的是拾柴火、拾麥子、放鴨子的輕農(nóng)活兒?！?/p>

“蒙山高，沂水長(zhǎng)”——講的就是他出生的臨沂地區(qū)。臨沂市，位于沂蒙山區(qū)腹地，是抗日戰(zhàn)爭(zhēng)和解放戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期舉世聞名的“兩戰(zhàn)圣地”、紅色老區(qū)。劉少奇、徐向前、陳毅、羅榮桓、粟裕等都曾在這里戰(zhàn)斗過、生活過。他出生的臨沂市蒙陰縣，是山東省第二高峰——蒙山北邊的一個(gè)縣，1945年5月孟良崮戰(zhàn)役，蔣介石王牌軍74師被殲滅的地方。

陳毅有句名言——“淮海戰(zhàn)役是用獨(dú)輪小車推出來的”，講的就是這個(gè)地方，400多萬(wàn)小車推著糧食支援淮海戰(zhàn)役。還有著名的紅嫂的故事，也發(fā)生在這里：八路軍一個(gè)戰(zhàn)士受了傷，一個(gè)正值哺乳期的老區(qū)婦女用奶水救活他。當(dāng)時(shí)，臨沂地區(qū)的老百姓，一部分跟隨林彪四野收復(fù)東北，一部分南下參加徐州戰(zhàn)役、淮海戰(zhàn)役，對(duì)解放戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利和建立新中國(guó)起到了非常關(guān)鍵的作用。

我們這篇報(bào)告文學(xué)的主人公薛其坤，就出生在這里。

一方水土養(yǎng)一方人，紅色老區(qū)的后代流著質(zhì)樸的血。薛其坤的身上，似乎也閃耀著老區(qū)人的一些特質(zhì)，比如他經(jīng)常教育學(xué)生的是不要斤斤計(jì)較，他經(jīng)常說：“至少，斤斤計(jì)較你就不幸福了?！?/p>

他的家鄉(xiāng)特別窮。

那時(shí)，過年到麥?zhǔn)罩盎旧蠒?huì)吃糠。

他們那兒主食是煎餅，是紅薯攤的，很硬，但糧荒時(shí)節(jié)，就是春節(jié)之后到夏天收麥子和玉米之前，那個(gè)都吃不上，就把平時(shí)喂豬用的花生皮磨成粉，摻到地瓜粉里做成煎餅，這樣吃上三四個(gè)月，到夏天麥?zhǔn)蘸蟛艜?huì)得到改善。

雖然家鄉(xiāng)特別窮，但卻有讓童年的薛其坤感覺特別幸福的事，那就是——上學(xué)。

1969年，薛其坤上小學(xué)了，所謂的上學(xué)，就是抱著自己家的小板凳，去“學(xué)?！保^的學(xué)校，就是一棵大樹劈開，好多個(gè)學(xué)生圍著當(dāng)課桌。老師們都是民辦教師。

他喜歡上學(xué)，不僅因?yàn)檫@樣就不用干農(nóng)活兒了，還因?yàn)閲强么髽?，他每天都能學(xué)到一些以前不知道的東西。1+l=2也好，歪歪扭扭的漢字也好，都和刨花生干農(nóng)活兒不一樣，非常有趣，書本對(duì)他來講是個(gè)極其美妙、讓他向往的世界。

但是這樣幸福的日子也不是每天都有的，因?yàn)槊褶k教師要同時(shí)照顧家里的農(nóng)活兒，學(xué)校三天兩頭會(huì)放假，這每次都讓薛其坤有些沮喪，失落。

小學(xué)快畢業(yè)的一天，薛其坤第一次和同學(xué)一起，跟著老師到了蒙陰縣城，那是去照小學(xué)畢業(yè)照，親眼見到了自己想象了很多次的縣城——一個(gè)只有幾萬(wàn)人的“大城市”。而這之前，自己的活動(dòng)范圍僅僅只有兩公里。

這一天讓薛其坤感覺到：世界真大！那是一個(gè)和學(xué)校的“大樹課堂”又不一樣的精彩世界！

蒙陰一中時(shí)的理想：考上大學(xué)、娶穿裙子的姑娘

又過了3年，薛其坤一生中第二次到蒙陰縣城。只是這一次不再是匆匆路過，而是作為縣一中重點(diǎn)班的學(xué)生。想想，縣里最好的中學(xué)最好的班，這多讓人驕傲。

這一年是1977年，這一年，中國(guó)恢復(fù)高考了！

“同學(xué)們，高考恢復(fù)了，好好學(xué)習(xí)就有希望考上大學(xué)，接受高等教育?！闭n堂上老師簡(jiǎn)單的一句話，卻讓全班同學(xué)特別興奮。

一向開朗的薛其坤沒有說話，他只是在心中暗下決心。

由于“文化大革命”的沖擊，中國(guó)的高考制度中斷了10年。整整10年了，中國(guó)重新迎來尊重知識(shí)、尊重人才的春天。

很多好學(xué)的農(nóng)家孩子意識(shí)到，這是命運(yùn)女神向他們敞開的一扇大門，如果學(xué)習(xí)足夠好，他們就可以“鯉魚跳龍門”，過上吃商品糧、當(dāng)國(guó)家干部的人生了。這是當(dāng)時(shí)像薛其坤這樣的沂蒙山區(qū)孩子最樸素和最崇高的夢(mèng)想！

就是在恢復(fù)高考不久，蒙陰一中開始招重點(diǎn)班。

這是縣里第一屆重點(diǎn)班，這個(gè)班配備了全縣最好的老師。

薛其坤被選拔到蒙陰一中的首屆重點(diǎn)班。

從沒見過這么多厲害的老師，也從沒聽說過這么多天南海北的趣事兒。老師們?nèi)渴谴髮W(xué)生，不是民辦教師，大多畢業(yè)于曲阜師范大學(xué)、山東師范大學(xué)，個(gè)別的畢業(yè)于山東大學(xué)，比如薛其坤的語(yǔ)文和數(shù)學(xué)老師，就是山大畢業(yè)的，支援山區(qū)建設(shè)來到臨沂。一中的老師本就是全縣最好的老師，這個(gè)50多人的重點(diǎn)班的老師，又是全校最好的老師。老師們經(jīng)常講起大城市。薛其坤無(wú)法想象那是一個(gè)怎樣的世界，比蒙陰縣城還要大嗎？那究竟是怎樣的？他確實(shí)無(wú)法想象。

六七十年代，山東和全國(guó)一樣，與外界的聯(lián)系、對(duì)世界的了解，基本上就是《人民日?qǐng)?bào)》和縣里的廣播。

他感覺特別幸福。那時(shí)他的理想，就是考上大學(xué)。他還有個(gè)小秘密，就是將來娶個(gè)穿裙子的姑娘，因?yàn)椋挥锌h城的姑娘才穿裙子，小學(xué)、初中的同學(xué)都穿個(gè)花褂子，加一條露出腳踝的褲子，穿裙子的姑娘簡(jiǎn)直是一道美麗的風(fēng)景線。

上了蒙陰一中之后，沒有多少時(shí)間干農(nóng)活兒了。周六中午走兩個(gè)多小時(shí)回家，周日中午就背著一周要吃的飯（煎餅）和咸菜，走兩個(gè)多小時(shí)去上學(xué)。

小學(xué)時(shí)的他，覺得大樹旁老師教的方塊字很神奇，蒙陰一中時(shí)的他，又覺得那些字母、公式跟漢字不一樣，更神奇，所以也就對(duì)數(shù)理化很感興趣。

發(fā)了新書，他就在書的封面上用拼音寫上自己的名字，覺得很洋氣。

山東大學(xué)：天堂

小學(xué)時(shí)的“大樹課堂”幸福，蒙陰一中的重點(diǎn)班幸福，但最幸福的還是山東大學(xué)。

1980年，薛其坤考上了山東大學(xué)。

這在當(dāng)時(shí)可是個(gè)大新聞，轟動(dòng)了他所在的小縣城，家里喜氣洋洋地?cái)[開了流水席。而且他不僅僅是考上了大學(xué)，成為一名“天之驕子”，而且高考物理滿分100，他考了99分。聽了班主任的建議，在什么都不懂的情況下，他報(bào)了山東大學(xué)，被光學(xué)系激光專業(yè)錄取。

這是恢復(fù)高考之后第四次高考，蒙陰全縣考上20多個(gè)本科生，全在他的班級(jí)。

因?yàn)閺膩頉]有學(xué)過英語(yǔ)，他的英語(yǔ)考了6.5分，按當(dāng)年的政策，打三折計(jì)人總分，就是2分。他記得自己很有把握地答對(duì)了一道題，答對(duì)的那道題是：“英語(yǔ)”這個(gè)詞的英文單詞。他胸有成竹地在試卷上寫下了：English。除此之外的選擇題都是猜的。

考到山大以后，“那真是很難用語(yǔ)言形容的幸福。就像到了天堂”，從茅草屋住到了樓房里，住八人間，住上鋪，怕爬不上去，或者摔下來，他反復(fù)練習(xí)過許多次，但是，這種床和高中的大通鋪不一樣，他感覺自己的床就是自己的一個(gè)小天地，家里給買的一個(gè)箱子，就像自己的“嫁妝”一樣，非常幸福！

雖然他比別人都瘦小，家里又比別人窮（同宿舍的同學(xué)全部來自城市），但他只是覺得一切都那么好：比如吃飯的時(shí)候，拿著搪瓷盆、提著水壺，和同學(xué)一起去吃飯、打水，按時(shí)起床做早操、吃飯、上課、做作業(yè)，然后就進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)——這些在別人看來最最普通和理所當(dāng)然的事。

他還接觸到一些特別有趣的東西，比如籃球、足球、排球、乒乓球，一切都讓他非常好奇，一年級(jí)的下學(xué)期他會(huì)打排球了，魚躍前滾翻等都會(huì)，非常練利（山東話敏捷的意思），看到電視上的足球比賽，就恨不得變成古廣明、趙達(dá)裕。但回到現(xiàn)實(shí)，覺得自己還是很普通的一個(gè)人。雖然后來曾是光學(xué)系足球隊(duì)的主力，打前鋒和中后衛(wèi)，但個(gè)子不高，中學(xué)也沒受過訓(xùn)練，從來不是風(fēng)云人物，自己關(guān)注的女同學(xué)也不關(guān)心這件事。

還有，同學(xué)個(gè)個(gè)都對(duì)他特別友好，同學(xué)家大都是城市戶口，放假回來帶糖塊、麥乳精、海產(chǎn)品給大家分享，他第一次吃到這么好吃的東西，他也從家里帶了農(nóng)產(chǎn)品，巴不得給同學(xué)吃。他帶到學(xué)校去的煎餅，是家里特意攤得最精細(xì)摻有小麥粉的玉米煎餅，比平常自己家吃的精細(xì)得多。玉米做的，顏色很好看，黃澄澄的，但是一般城市人嚼一會(huì)兒，腮幫子會(huì)疼幾天，還有他們那里有名的香椿芽咸菜，他也恨不得給別人，但別人全都不見得喜歡吃，他送給人家時(shí)，人家會(huì)笑著，很禮貌地接過來，然后放在一邊兒。為此他覺得很遺憾。人家為什么就不愛吃呢？這明明是我家最好的東西，他想。

于是他愛上了給同學(xué)打開水，感覺給別人打水很開心。因?yàn)橛X得除了這個(gè)，對(duì)同學(xué)的友好，他無(wú)以回報(bào)。

寫到這里，我想，他的助手和學(xué)生口中的“智商、情商雙高”“善于激勵(lì)別人”“是個(gè)好人”，就是源于他天性中的樂觀、積極與善意吧。

在山大的校園里，這個(gè)理科男還愛上了看名著和當(dāng)時(shí)的文學(xué)期刊?！妒隆贰妒斋@》《當(dāng)代》《中篇小說選刊》……哦，對(duì)，還有《基督山伯爵》，這是他印象最深的幾本世界名著之一了。精心策劃幾十年，只為一朝成功報(bào)仇。愛恨分明、伸張正義、懲惡揚(yáng)善、快意恩仇的基督山伯爵唐泰斯，那時(shí)就是瘦弱的山東大學(xué)光學(xué)系學(xué)生薛其坤心目中佩服的俠客。

除了這些快意恩仇的文字，他還喜歡靜靜地坐在圖書館的角落里讀愛情小說?！吨袊?guó)青年報(bào)》連載的《第二次握手》，是他第一次接觸到的愛情小說。還有張賢亮的《靈與肉》。還有，路遙的小說中有一句話他至今記得非常清楚，就是“人生的道路雖然漫長(zhǎng)，但緊要處常常只有幾步”。

有一天，在學(xué)校的圖書館，薛其坤讀到了一篇小說，叫《被愛情遺忘的角落》，它講了一個(gè)叫天堂公社天堂大隊(duì)的地方，講了一個(gè)叫沈荒妹的姑娘，講述她因?yàn)榻憬闵虼婺莶恍业膼矍楣适?，?nèi)心充滿了對(duì)愛情的恐懼。她很孤僻，對(duì)所有的男青年充滿戒心。這篇小說的后半段，講到了沈荒妹終于勇敢地喜歡上了一個(gè)人，媽媽為了收彩禮，把她嫁給另一個(gè)人，她還錢把自己贖了回來，最后的最后，三中全會(huì)的春風(fēng)吹到了這個(gè)叫天堂公社天堂大隊(duì)的地方，吹到了這個(gè)被愛情遺忘的角落。

不知為什么，讀了這篇小說，在圖書館靜靜的角落里，向來樂觀向上的薛其坤輕輕地嘆了一口氣，他又返回去讀了讀那些令他有些臉紅心跳的描寫愛情的段落，他的內(nèi)心有一些模糊的向往，但他更感覺有一些莫名的哀傷堵在心口。

是因?yàn)檫@個(gè)叫天堂公社天堂村的地方，像自己的山村嗎？

是因?yàn)樽约旱纳酱逡彩且粋€(gè)被愛情遺忘的角落嗎？

臨沂，甚至整個(gè)山東，受孔孟之道、儒家文化的影響都很深，招待客人的正餐，婦女都不能上桌，女人死了丈夫之后，終生不能改嫁。

圖書館里，瘦小的薛其坤眼前浮現(xiàn)出小時(shí)候村里男人打老婆的情景，他的拳頭不自覺地在圖書館的桌子下捏得緊緊的，他想起，10歲時(shí)的他，曾經(jīng)為此下過決心：長(zhǎng)大后，身強(qiáng)力壯了，一定要用行動(dòng)阻止天下所有打女人的男人！

是啊，男人打女人的婚姻一定不是愛情，可是愛情又是什么呢？

感傷只是那么一兩天，很快，他又變得樂觀向上。作業(yè)按要求完成，然后就鍛煉和看書，盡管有時(shí)也會(huì)有些自卑感，但這個(gè)瘦小的沂蒙少年，在山大，在省城濟(jì)南，快樂地生活著，享受著國(guó)家給他提供的追求知識(shí)的幸福。

3次考研，7年讀完碩、博

大二時(shí)，有一天，薛其坤看到學(xué)校的報(bào)欄上貼著一些研究生招生宣傳資料，一看就挪不動(dòng)步子了，“研究生”三個(gè)字在心里咂摸了很久。當(dāng)時(shí)他心里就想，如果考上研究生，也許就能做研究人員、做科學(xué)家，這將是多么幸福的一件事啊。

帶著真摯的愛情

帶著美好的理想

我們來——到了太陽(yáng)島——上

這一天，他正躺在宿合上下鋪上，跟著小半導(dǎo)體收音機(jī)，搖頭晃腦地哼唱著鄭緒嵐的這首《太陽(yáng)島上》，室友給他帶來一封中學(xué)同學(xué)的信。

“其坤，考我們哈工大的研究生吧！你看，這個(gè)招生簡(jiǎn)章前言！——希望你到美麗的哈爾濱來追求科學(xué)。你難道不盼望嗎？”

哈工大的招生簡(jiǎn)章確實(shí)很讓人激動(dòng)，鄭緒嵐的歌聲更讓薛其坤憧憬哈爾濱這個(gè)城市。

哈爾濱的夏天多迷人

唱不盡我們心中的歌

“去哈工大讀研！大學(xué)畢業(yè)后去太陽(yáng)島揮灑青春！”在這些美妙的音符中，薛其坤和他大學(xué)的好友王瑞波就這么愉快地決定了。

他倆還互相激勵(lì)，說：“你看，咱們山大的校友，馬祖光，也是激光系的，就考去那兒了，咱倆也考去那兒，還做同學(xué)。”

然而考哈工大的研究生，王瑞波考上了，薛其坤沒有考上。

不僅沒考上，而且高數(shù)只考了39分。

換一個(gè)人，也許會(huì)很沮喪，但薛其坤這樣的人，并不會(huì)真正地消沉，他只會(huì)想：自己沒考上，問題在哪兒？當(dāng)時(shí)考研一般四道大題，如果一道沒答對(duì)，就會(huì)被扣20分或30分，所以也有一定的偶然性，但薛其坤還是認(rèn)為，這說明自己知識(shí)上有薄弱點(diǎn)。自我安慰忘掉不快后，他又迅速恢復(fù)到平常的快樂中。

1984年7月的一天，21歲的薛其坤從山東大學(xué)畢業(yè)，被分配到曲阜師范大學(xué)物理系當(dāng)助教，但是做一個(gè)研究生的夢(mèng)想始終銘刻在他心中。

他決定再考，這一次他的目標(biāo)是中科院物理所。經(jīng)過近兩年的充分準(zhǔn)備，他參加了1986年的全國(guó)研究生入學(xué)考試。

這一次依然沒考上，又考了一個(gè)39分！這一次是普通物理。

遇到很多人，可能就放棄了，可是薛其坤連氣餒都沒有。他又是好好安慰了一下自己，發(fā)誓花更多的時(shí)間復(fù)習(xí)，特別是好好把普通物理的短板補(bǔ)上，再考。

就這么簡(jiǎn)單，繼續(xù)備考，再考。從小到大，他就是這么一個(gè)又快樂又簡(jiǎn)單的人。

1987年，第三次他終于考上了。中科院物理所，中國(guó)最權(quán)威的物理學(xué)研究機(jī)構(gòu)之一。

雖然沒考上他不氣餒，但是考上了，他還是特別興奮，因?yàn)樽x研究生搞研究，這是他從大學(xué)開始就最向往的事。

生活中仍然有那么多的艱難。考上研，其實(shí)也意味著，和妻子兩地分居的距離比以前更遠(yuǎn)了。

1990年他碩士畢業(yè)，工作不好找，愛人調(diào)動(dòng)很難，他只好選擇在中科院繼續(xù)讀博。

時(shí)間又過了兩年，到了1992年，這時(shí)距離他開始讀研，已經(jīng)有5年。他在科研上卻還沒有任何像樣的成果。沒有成果就拿不到博士學(xué)位。

而這時(shí)，他和妻子的兩地分居生活，也進(jìn)入了第五個(gè)年頭，這五年，他和妻子一個(gè)在北京，一個(gè)在泰安，他讀碩士、博士的津貼很微薄，妻子在泰安當(dāng)小學(xué)教師的工資同樣不高，幾乎所有牙縫里省出來的錢都貢獻(xiàn)給了鐵路，但依然聚少離多，妻子在泰安一個(gè)人帶孩子，經(jīng)濟(jì)上也困難，有時(shí)忍不住抱怨，這時(shí)，他就不知道該說啥，眼淚差不多流出來，只覺得愧對(duì)了妻兒。

1994年，他才在中科院物理所拿到博士學(xué)位，從1987年開始讀碩士開始，已經(jīng)過了整整7年。

而憶起當(dāng)年時(shí)光，他說，當(dāng)時(shí)一起做研究生的同學(xué)現(xiàn)在仍搞學(xué)術(shù)研究的基本沒有了，很多人出了國(guó)，也拿了博士，但后來大多轉(zhuǎn)行了。同學(xué)聚會(huì)都說最不像科學(xué)家的成了科學(xué)家。

科學(xué)無(wú)國(guó)界，科學(xué)家有祖國(guó)東渡扶桑

“人生的道路雖然漫長(zhǎng)，但緊要處常常只有幾步。”

理科男薛其坤的人生道路，也正如這句他大學(xué)時(shí)讀到的路遙小說中的話。1992年，讀碩讀博5年，仍無(wú)科研成果，這樣的憂悶中，薛其坤有了一個(gè)東渡扶桑的機(jī)會(huì)。

是導(dǎo)師介紹他去日本仙臺(tái)，作為聯(lián)合培養(yǎng)博士生，去日本東北大學(xué)的金屬材料研究所深造。

個(gè)人的命運(yùn)總是和時(shí)代緊緊相連，比如恢復(fù)高考，比如南方談話。“如果沒有南方談話，辦手續(xù)去日本的過程不可能這樣順利，要知道這之前的幾年，辦理出國(guó)手續(xù)是非常困難的?！彼f。

因?yàn)閺?989年開始的幾年中，蘇聯(lián)解體，東歐劇變，我們國(guó)家的改革開放進(jìn)程也遭遇到困難和障礙，這些困難和障礙，有些來自國(guó)內(nèi)，有些來自國(guó)外。圍繞改革開放究竟應(yīng)該姓“社”還是姓“資”等問題，有過一些爭(zhēng)論。

國(guó)家和我們這篇文章的主人公一樣，有過一段時(shí)間的迷茫。

“東方風(fēng)來滿眼春”，就在這一年，1992年的初春，鄧小平視察南方過程中，發(fā)表了一系列極其重要的講話：

——判斷改革開放姓“社”姓“資”，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該主要看是否有利于發(fā)展社會(huì)主義生產(chǎn)力，是否有利于增強(qiáng)社會(huì)主義國(guó)家的綜合國(guó)力，是否有利于提高人民的生活水平;

——抓住有利時(shí)機(jī)，發(fā)展自己，關(guān)鍵是發(fā)展經(jīng)濟(jì)，要注意穩(wěn)定協(xié)調(diào)地發(fā)展，但發(fā)展才是硬道理;

——科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，經(jīng)濟(jì)發(fā)展得快一點(diǎn)，必須依靠科技和教育;

——社會(huì)主義要贏得與資本主義相比較的優(yōu)勢(shì)，必須大膽吸收和借鑒人類社會(huì)創(chuàng)造的一切文明成果，包括資本主義發(fā)達(dá)國(guó)家的一切反映現(xiàn)代社會(huì)化生產(chǎn)規(guī)律的先進(jìn)經(jīng)營(yíng)管理方式，

這些言論在今天看來，仍然具有指明方向的作用，對(duì)于當(dāng)時(shí)國(guó)家遭遇的困境而言，無(wú)疑是振聾發(fā)聵的。

南方談話之后，改革開放的步子，果然“大了一點(diǎn)”，應(yīng)該說是大了許多。

南方談話后三個(gè)月，1992年6月26日，薛其坤到達(dá)了日本仙臺(tái)的東北大學(xué)。

日本的櫻井利夫?qū)熍闪藗€(gè)中國(guó)留學(xué)生徐宏偉到東京成田機(jī)場(chǎng)去接他，然后到上野，從上野乘新干線到仙臺(tái)，采訪中他對(duì)我們解釋說：上野對(duì)于東京，就像豐臺(tái)之于北京。地理位置大致如此。

雖然“上野的櫻花”已經(jīng)過了“爛漫的時(shí)節(jié)”，但一切的一切，都讓薛其坤覺得那么新鮮，他馬上就要成為魯迅先生的校友了！馬上就要到國(guó)際一流的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研工作了！

車廂里的一切都讓他感嘆：“這么發(fā)達(dá)！”一切都和當(dāng)時(shí)的中國(guó)有特別大的差別，東京到仙臺(tái)當(dāng)時(shí)兩個(gè)小時(shí)，火車上各種設(shè)施，座位，插座，黃色的便利貼，等等，一切看起來都那么高級(jí)。

上了火車之后，接他的中國(guó)留學(xué)生給他買了瓶易拉罐的蘋果汁，這之前，他在國(guó)內(nèi)只見過易拉罐可口可樂，沒見過蘋果汁還有易拉罐，一百多日元，細(xì)長(zhǎng)的，一喝，真好喝！冰鎮(zhèn)的，心想蘋果汁也能做成易拉罐，太牛了！

他一下子想起自己的孩子，哎喲，這么好的東西，兒子能喝上一點(diǎn)該多好啊。

是啊，可愛的兒子已經(jīng)4歲了，從兒子出生開始，他就一直不在兒子身邊，兒子一直由他媽媽在山東泰安一個(gè)人帶著。

想著這些他感覺極其內(nèi)疚。

除了想念妻兒，日本的研究生活還特別地苦，特別地艱難。

導(dǎo)師櫻井利夫要求他們：一周工作6天，不管刮風(fēng)下雨，都要準(zhǔn)時(shí)到達(dá)實(shí)驗(yàn)室，過“seven-eleven”（7-11）的生活。薛其坤對(duì)那段歲月記憶猶新，“每天就是三件事，吃飯、睡覺、搞科研。連東北大學(xué)所在的仙臺(tái)市是什么樣，都了解不多。”

后來，在上《朗讀者》節(jié)目時(shí)，薛其坤告訴主持人董卿，他在日本學(xué)習(xí)和研究期間有一個(gè)挺聰明的主意，就是上洗手間時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室的馬桶上打個(gè)盹兒，“嗯，不能長(zhǎng)了，你要能保證20分鐘出去一下，沒人注意到你”。

除了體力和毅力上的考驗(yàn)，不懂日語(yǔ)、英語(yǔ)不好則更是精神上的折磨。薛其坤幾乎聽不懂導(dǎo)師的指令，做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，他連碰都不敢碰，只能怔怔地看著。身心俱疲的薛其坤到了崩潰的邊緣。

再也沒有時(shí)間，像在山東大學(xué)時(shí)那樣踢球和讀小說。

有一次在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，副教授要薛其坤遞扳手，結(jié)果他沒聽懂遞成了改錐。副教授說了一句“What are you doing”，扭頭就走，把薛其坤一個(gè)人晾在那里，周圍都是實(shí)驗(yàn)室的同事，當(dāng)時(shí)他就想找個(gè)地縫鉆進(jìn)去。

一個(gè)小導(dǎo)師讓薛其坤花了三天的時(shí)間，把幾千個(gè)螺絲擺得整整齊齊，進(jìn)行嚴(yán)格的分類，他當(dāng)時(shí)一個(gè)最直接的感覺這是在侮辱他，但后來覺得，這是一個(gè)科學(xué)家基本素質(zhì)培養(yǎng)很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

在日本對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和工作不熟悉，經(jīng)常受到批評(píng)和冷落。對(duì)自己什么時(shí)候可以掌握儀器、獨(dú)立操作、進(jìn)入科研狀態(tài)毫無(wú)把握，一切都是未知。

想妻子，想孩子，想回國(guó)，想回家。他坐在學(xué)校旁邊的廣瀨河畔，旁邊是郭沫若題字的魯迅故居，望著西邊八木山后中國(guó)的方向，壓抑、委屈、孤獨(dú)、思念一齊涌上心頭……只是想來完成自己的博士學(xué)業(yè)，改善一下生活狀況，沒想到過程是這么艱難。

好在，經(jīng)歷了地獄般的三四個(gè)月后，博士生薛其坤漸漸適應(yīng)了日本的學(xué)習(xí)和生活。

好在，一年半之后，在當(dāng)時(shí)的中國(guó)訪問教授周均銘的精心指導(dǎo)下，他終于厚積薄發(fā)，做出了一個(gè)科研成果，應(yīng)該算是東北大學(xué)櫻井實(shí)驗(yàn)室里30年來最重要的成果。在國(guó)際上著名的物理學(xué)雜志——《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表論文，在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)室，引起了轟動(dòng)。薛其坤無(wú)意中突然覺得自己“從丑小鴨變成了白天鵝”。

這時(shí)已經(jīng)是1994年年初，他在實(shí)驗(yàn)室里，已經(jīng)是表現(xiàn)最突出的一個(gè)，導(dǎo)師櫻井利夫強(qiáng)烈希望他就在日本讀博士，1994年年初到4月，櫻井利夫組織了一個(gè)評(píng)審委員會(huì)，讓他簡(jiǎn)單答辯了一下，就將他變?yōu)闁|北大學(xué)的正式博士生。然而一心想回國(guó)的薛其坤卻一直拖著沒去報(bào)到和注冊(cè)。東北大學(xué)物理系管研究生的，英語(yǔ)不太好，幾次打電話催他，但他硬是一直拖到6月份回國(guó)時(shí)也沒去報(bào)到。

不僅如此，他還在離開仙臺(tái)回國(guó)參加博士答辯時(shí)，把在日本租住的房子退掉了。

從日本回國(guó)參加博士答辯途中，他繞道香港，只待了三四天，但感覺特別親切，在日本兩年，不懂日語(yǔ)，每個(gè)周末只能期盼著看一次《人民日?qǐng)?bào)》（海外版），這下在香港突然看到這么多中國(guó)字，這么多中國(guó)人，更加一心想回來，想逃離，他聯(lián)系了去香港科技大學(xué)讀博士后。

回到中科院，博士答辯順利通過。日本的導(dǎo)師櫻井利夫后來發(fā)現(xiàn)他沒有報(bào)到和注冊(cè)，離開仙臺(tái)時(shí)還把房子退了，心知他對(duì)在日本讀博不感興趣，就表示愿意提供一個(gè)permanant job，即助手（可以類比于美國(guó)的助理教授）的職位給他。當(dāng)時(shí)日本大學(xué)的研究室的人員結(jié)構(gòu)是教授，其下是副教授、三個(gè)助手，然后是博士后、研究生以及做畢業(yè)設(shè)計(jì)的本科生。此外，櫻井導(dǎo)師還特意寄來10萬(wàn)日元，相當(dāng)于6000元人民幣，祝賀他通過博士學(xué)位的答辯，這在當(dāng)時(shí)的中國(guó)可不算一筆小數(shù)目，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的工資一般每月兩三百元，櫻井教授的言外之意就是希望他回到仙臺(tái)。

不愿拂櫻井導(dǎo)師的好意，更不愿影響中科院和東北大學(xué)的合作關(guān)系，在單位領(lǐng)導(dǎo)和導(dǎo)師的建議下，他重新又回到日本。夫人和孩子1995年春天也去了日本。

這一次回到仙臺(tái)，收入比之前提高了3倍多，之前的1992年到1994年，每月10萬(wàn)日元，每月可存下3萬(wàn)日元，相當(dāng)于1800元人民幣，一年下來可以買幾大件。1994年以后收入翻了3倍多，每月將近40萬(wàn)日元，一家三口用了之后，一個(gè)月可以攢20萬(wàn)日元，家庭經(jīng)濟(jì)條件迅速得到改觀。

不僅如此，日本人一絲不茍、追求極致的治學(xué)態(tài)度強(qiáng)烈地影響著薛其坤，回想起來，他甚至感謝曾經(jīng)的那個(gè)小導(dǎo)師，讓他花了幾天時(shí)間把幾千個(gè)螺絲分類擺放。他后來對(duì)自己實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生說：“即使是洗一個(gè)燒杯，你也要洗到你自己認(rèn)為能達(dá)到的最最干凈?！彼J(rèn)為，這種一絲不茍精神甚至對(duì)發(fā)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)也是必不可少的。

這期間，他還參加了不少國(guó)際會(huì)議。

1996年，因?yàn)樽龀隽送怀龅某煽?jī)，櫻井利夫獎(jiǎng)勵(lì)薛其坤去美國(guó)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，包括參加物理學(xué)規(guī)模最大的美國(guó)物理學(xué)會(huì)年會(huì)，在會(huì)上做報(bào)告，介紹自己的學(xué)術(shù)成果。這對(duì)這位整個(gè)中學(xué)時(shí)代沒學(xué)過英語(yǔ)的科學(xué)家著實(shí)是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，糟糕的英語(yǔ)口語(yǔ)讓他不知所措。為了做好一個(gè)20分鐘的報(bào)告，為了保證萬(wàn)無(wú)一失，他把要講的每個(gè)單詞、每句話寫下來，然后模擬練習(xí)了80多遍。不但糾正了發(fā)音，還把演講進(jìn)度控制在秒上，連每個(gè)單詞做什么手勢(shì)，他都練習(xí)到位。

演講完后，在場(chǎng)的國(guó)外知名教授們，那些他只在文獻(xiàn)上見過名字的、讓他膜拜不已的教授們，紛紛走來向他表示祝賀。

可以說通過這次會(huì)議，薛其坤在國(guó)際物理學(xué)界嶄露頭角。

“Thank you，very glad t0 meet you！Thank you for your kind words！”

當(dāng)他忙不迭地與來自美國(guó)的、英國(guó)的、歐洲的各路物理學(xué)界大牛握手，用他仍然帶有沂蒙口音的英語(yǔ)感謝他們的祝賀時(shí)，他深深地體會(huì)到了這句話：科學(xué)無(wú)國(guó)界。

歸來于世紀(jì)之交

科學(xué)無(wú)國(guó)界，可是科學(xué)家有祖國(guó)。

1996年6月，就是他在美國(guó)的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上演講的那一年，導(dǎo)師櫻井教授介紹薛其坤到自己早年在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)的好友——美國(guó)北卡羅來納州立大學(xué)D.E.Aspnes門下做博士后。

在北卡羅來納州，北卡州立大學(xué)、杜克大學(xué)、北卡大學(xué)教堂山分校構(gòu)成一個(gè)三角區(qū)（research triangle），有一天，薛其坤特別興奮，因?yàn)橹袊?guó)女籃來杜克大學(xué)和其女籃比賽了！他帶著兒子去看，終于見到了仰慕已久的著名國(guó)手鄭海霞。

可是中國(guó)隊(duì)輸了，最后一分鐘輸了一個(gè)球。

“唉——”，當(dāng)那一個(gè)球讓一切成定局的時(shí)候，薛其坤大聲地嘆了一口氣，遺憾得就像自己的實(shí)驗(yàn)在最后關(guān)頭失敗了一樣。

他突然覺得這種感覺好熟悉。

就像80年代初，看電視上的女排比賽！

那時(shí)候的山東大學(xué)寢室，和全國(guó)每一個(gè)角落一樣，中國(guó)女排得一分，哪怕是一個(gè)換發(fā)球，全國(guó)人民都開心得要飛起來，輸一個(gè)球就由衷地遺憾，雖然遺憾馬上又會(huì)被喜悅帶走。

青春記憶撲面而來：

女排拿“五連冠”的時(shí)候，男排拿了亞洲冠軍還是亞軍，宋世雄激動(dòng)地解說著，大家都覺得國(guó)家強(qiáng)大了。

那時(shí)候他還沒出過國(guó)，對(duì)愛國(guó)主義也沒什么理解。只覺得作為一個(gè)中國(guó)人，一定要像女排一樣為國(guó)爭(zhēng)光。

……

在杜克大學(xué)籃球場(chǎng)的觀眾席上，薛其坤突然覺得自己是那么想家，想念祖國(guó)。更主要的是，他總覺得自己對(duì)那片土地有一種責(zé)任感一那片他已經(jīng)離開了太久，但卻從來也沒有忘記的土地。

也似乎正好從那時(shí)開始，從祖國(guó)，從昔日的同窗那里，不斷傳來一些好消息，傳到時(shí)不時(shí)會(huì)莫名思鄉(xiāng)的薛其坤心里。這些好消息，關(guān)乎正在強(qiáng)盛的中國(guó)，關(guān)乎科技人員待遇的改善：

——1994年，中科院“百人計(jì)劃”開始實(shí)施?？蒲袉?dòng)經(jīng)費(fèi)200萬(wàn)，一個(gè)當(dāng)時(shí)看來的巨大數(shù)字。

——1994年，為促進(jìn)青年科學(xué)和技術(shù)人才的成長(zhǎng)，鼓勵(lì)海外學(xué)者回國(guó)工作，加速培養(yǎng)造就一批進(jìn)人世界科技前沿的優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)（簡(jiǎn)稱基金委）特別設(shè)立了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金（簡(jiǎn)稱杰青基金）。

——1998年8月，中國(guó)教育部和李嘉誠(chéng)基金會(huì)共同啟動(dòng)實(shí)施了“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”。在當(dāng)時(shí)不到1萬(wàn)年薪的水平下，給被獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)者增加10萬(wàn)年薪，當(dāng)時(shí)獲獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)者100個(gè)，這在學(xué)界制造了一個(gè)風(fēng)向標(biāo)。

——1999年，國(guó)務(wù)院批轉(zhuǎn)教育部《面向21世紀(jì)教育振興行動(dòng)計(jì)劃》，“985232程”正式啟動(dòng)建設(shè)。而且，“98532程”一期建設(shè)率先在北京大學(xué)和清華大學(xué)開始實(shí)施。

薛其坤感覺到，就在自己離鄉(xiāng)背井的5年，國(guó)家有了很大變化，科教興國(guó)，國(guó)家開始有精力、有財(cái)力支持海外學(xué)成人員回國(guó)。

1997年，在北卡州立大學(xué)期間，他被戶口所在單位物理所推薦，申請(qǐng)了基金委的國(guó)家杰出青年科學(xué)基金，1998年申請(qǐng)批下來。杰出青年基金獲得者能得到60萬(wàn)的經(jīng)費(fèi)資助，這對(duì)當(dāng)時(shí)的年輕人來講更是一個(gè)莫大的榮譽(yù)和精神鼓舞。

同在1998年，薛其坤人選中科院“百人計(jì)劃”，1999年，他到中科院物理所報(bào)到，2000年正式攜家人回國(guó)。

他清楚地記得，當(dāng)飛機(jī)降落在首都機(jī)場(chǎng)，從舷窗往外看時(shí)，他的手握著愛人的手，有一些顫抖，畢竟，這是一片經(jīng)常出現(xiàn)在他夢(mèng)中的土地，而這個(gè)熟悉的城市一北京，也是他真正想把自己的青春和智慧參與進(jìn)去的地方。

是的，他的理想不在仙臺(tái)，不在北卡羅來納州，他的理想就在這里——中國(guó)的首都北京。

機(jī)場(chǎng)大巴外變換的街景讓他感慨，這個(gè)城市真的有太大的變化，而他心中暗暗發(fā)的愿是——有他的加入，這個(gè)城市，乃至這個(gè)國(guó)家，在高等教育方面，能有更大的變化，能以更快的速度占領(lǐng)世界制高點(diǎn)，他希望自己能利用這些年學(xué)到的本事，為祖國(guó)做一點(diǎn)事情。

2005年，41歲的薛其坤進(jìn)入清華大學(xué)物理系任教育部長(zhǎng)江計(jì)劃特聘教授，同年11月被增選為中國(guó)科學(xué)院院士。2013年5月起任清華大學(xué)副校長(zhǎng)（分管科研）。

也就是說，從2000年開始，他把早上7點(diǎn)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、晚上11點(diǎn)出實(shí)驗(yàn)室的“7-11”生活，從日本仙臺(tái)和美國(guó)北卡羅來納州，搬到了中國(guó)北京。

而且有了一批中國(guó)的自然科學(xué)精英，被他強(qiáng)烈的人格魅力所感召，跟隨他過上了“7-11”的幸福實(shí)驗(yàn)室生活。

2012年，中央組織部、人力資源社會(huì)保障部等11部門啟動(dòng)實(shí)施“國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃”。目標(biāo)是用10年時(shí)間，遴選1萬(wàn)名左右自然科學(xué)、工程技術(shù)和哲學(xué)社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的杰出人才、領(lǐng)軍人才和青年拔尖人才，給予特殊支持。薛其坤人選“萬(wàn)人計(jì)劃”的最高層次“杰出人才”項(xiàng)目，被批準(zhǔn)組建全國(guó)首批6個(gè)“科學(xué)家工作室”之一。

這些年來，他在國(guó)際會(huì)議上應(yīng)邀做特邀大會(huì)主題報(bào)告150余次，其中5次在美國(guó)物理學(xué)會(huì)年會(huì)做特邀報(bào)告。曾獲何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)（2006）、國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)（2005、2011）、第三世界科學(xué)院物理獎(jiǎng)（2010）、求是杰出科技成就集體獎(jiǎng)（2011）、陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)（2012）、“萬(wàn)人計(jì)劃”杰出人才（2013）、求是杰出科學(xué)家獎(jiǎng)（2014）、何梁何利科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)（2014）和未來科學(xué)大獎(jiǎng)物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)（2016）等獎(jiǎng)勵(lì)與榮譽(yù)。

這一切榮譽(yù)，都與他對(duì)中國(guó)科學(xué)、中國(guó)高等教育的付出與貢獻(xiàn)分不開。

2018年的薛其坤

“不察日升日落，只覺流光寸陰”

諾獎(jiǎng)級(jí)的發(fā)現(xiàn)并非終點(diǎn)。2018年的薛其坤，又在他的量子世界里，找尋著什么呢？

“超導(dǎo)現(xiàn)象也是非常奇特的宏觀量子現(xiàn)象。全世界研究它已有一個(gè)多世紀(jì)。”他說。這幾年他絞盡腦汁思考的，正是超導(dǎo)，而且他的團(tuán)隊(duì)在高溫超導(dǎo)方面也取得了新的重大進(jìn)展。

什么是超導(dǎo)呢？對(duì)大部分材料來講，如果降溫的時(shí)候，它的電阻會(huì)一直地下降，絕大部分材料，即使降到絕對(duì)零度，還剩有一點(diǎn)電阻，另一種材料，當(dāng)降到某個(gè)特定的溫度——轉(zhuǎn)變溫度，電阻會(huì)變成零，這是超級(jí)導(dǎo)電，就是我們常說的“超導(dǎo)”。

超導(dǎo)和量子反?；魻栃?yīng)一樣，是不同于歐姆定律的一種奇特的電輸運(yùn)現(xiàn)象。如果用一個(gè)超導(dǎo)體做一個(gè)圓環(huán)，通上電，一直使它處于超導(dǎo)，因?yàn)殡娮铻榱?，這個(gè)電流會(huì)永無(wú)休止地流下去。如果用超導(dǎo)材料做輸電線路，會(huì)大大降低輸電能耗。不同于量子反常霍爾效應(yīng)的是它有完全的抗磁性，即處于超導(dǎo)態(tài)的材料中不允許有磁力線穿過，用這個(gè)特性可以做成高速磁懸浮列車，等等。如果我們?cè)谑覝叵聦?shí)現(xiàn)了超導(dǎo)，我們很容易想象，這將會(huì)導(dǎo)致很多核心技術(shù)的革命。

超導(dǎo)現(xiàn)象1911年由荷蘭科學(xué)家昂尼斯發(fā)現(xiàn)，兩年以后，昂尼斯因這個(gè)重大發(fā)現(xiàn)獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。僅超導(dǎo)這個(gè)領(lǐng)域的研究就5次被授予諾貝爾獎(jiǎng)，分別在1913年、1972年、1973年、1987年、2003年。

超導(dǎo)研究的一個(gè)主要方向，就是如何提高材料達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)的溫度——超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。室溫下的超導(dǎo)甚至?xí)碗姷陌l(fā)現(xiàn)一樣重要。但大部分材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度非常低，一般是液氦溫度附近。液氦沸騰的溫度是4K，達(dá)到液氦溫度要花非常大的力氣。液氦價(jià)格不菲，每升100元人民幣，一般儀器每天要消耗10升，花費(fèi)在1000元左右，相當(dāng)于一瓶茅臺(tái)酒的價(jià)格。第二個(gè)非常重要的溫度點(diǎn)就是77K，即液氮沸騰的溫度，這是個(gè)非常重要的溫度點(diǎn)：液氮很便宜，每升4元錢，也就是兩瓶礦泉水的價(jià)格，如果能用這個(gè)價(jià)格使材料達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)，超導(dǎo)材料就更加有經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值了。所以，發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度在液氮沸騰溫度的超導(dǎo)材料是物理學(xué)家長(zhǎng)期以來夢(mèng)寐以求的一個(gè)重大科學(xué)目標(biāo)。1986年，瑞士的兩位物理學(xué)家穆勒（K.Alexander Mtiller）和貝德諾爾茨（J.Georg Bednorz）發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度在液氮溫區(qū)的含銅氧化物超導(dǎo)材料，第二年他們就獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，其重要性可見一斑。

薛其坤團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的，正是在液氮溫區(qū)77K附近的常壓高溫超導(dǎo)體系，這很可能是自1986年發(fā)現(xiàn)銅酸鹽陶瓷高溫超導(dǎo)材料以后超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度最高的材料體系。

然而，在超導(dǎo)研究領(lǐng)域，薛其坤和他的團(tuán)隊(duì)還在繼續(xù)努力。一是研究怎樣把超導(dǎo)的溫度提到室溫，這是全世界物理學(xué)家和材料學(xué)家目前最想征服的高山之一。二是他們?cè)谘芯裤~酸鹽陶瓷高溫超導(dǎo)材料的超導(dǎo)形成機(jī)制。盡管大家都知道超導(dǎo)是電子兩兩之間形成配對(duì)，配對(duì)的電子形成一個(gè)整體，從而導(dǎo)致電阻消失，但電子究竟是怎么配對(duì)的，電子配對(duì)的機(jī)制是怎樣的，目前仍然是個(gè)謎，他們正在全力以赴研究之中。

這些問題一旦研究成功，將是對(duì)人類的一個(gè)重大科學(xué)貢獻(xiàn)。

說完了超導(dǎo)，在清華大學(xué)薛其坤院士的“科學(xué)家工作室”里，我準(zhǔn)備了其他一些問題問這位科學(xué)家，比如：

連續(xù)20年，每天7點(diǎn)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，晚上11點(diǎn)出實(shí)驗(yàn)室，一年工作時(shí)間將近330天，每天工作15小時(shí)，年平均工作時(shí)長(zhǎng)有近5000個(gè)小時(shí)。你累嗎？

去國(guó)外開會(huì)，主辦方安排的旅行你幾乎沒參加過，每次都是開完會(huì)就往回趕。只有春節(jié)會(huì)回山東老家陪父母過一個(gè)星期。其他時(shí)間，就算是妻子想拉你去逛逛圓明園，即使與清華距離這么近，你都沒去過?；旧铣诉^年，就在實(shí)驗(yàn)室，要不就出差，沒有其他地方去。你想過丟下實(shí)驗(yàn)室的一切，去開始一場(chǎng)說走就走的旅行嗎？

是不是只有苦行僧才能忍受日復(fù)一日、年復(fù)一年的科研生活？

可是，當(dāng)我看到他那張快樂的臉，我突然覺得自己的那些問題太可笑。

子非魚，焉知魚之樂？

“你如果干一件自己不喜歡的事兒，待在一個(gè)自己不喜歡的地方，你可能會(huì)不停地看表——怎么還不到10點(diǎn)？怎么還不到11點(diǎn)？怎么才過了10分鐘？怎么還不吃午飯？怎么還不到周末？怎么還不放暑假？而你做自己喜歡的事呢？比如看一篇好的武俠小說，你不睡覺都想看到故事的結(jié)局。做實(shí)驗(yàn)也是一樣，尤其是實(shí)驗(yàn)又有了一些進(jìn)展時(shí)。哎，一看表，不知不覺又到11點(diǎn)了，怎么又該回家了？然后走在回家的路上，想到明天有可能會(huì)有的新進(jìn)展時(shí)，幸福油然而生?？茖W(xué)家就是在這種沒有時(shí)間意識(shí)又對(duì)時(shí)間斤斤計(jì)較的矛盾狀態(tài)中，度過了一天又一天的快樂時(shí)光?！?/p>

是的，粒子怎么可以穿過墻壁般的勢(shì)壘，電子為什么可以圍繞原子核不停旋轉(zhuǎn)，那個(gè)肉眼看不見的量子世界，有太多神奇的未解之謎，探究它們，帶給科學(xué)家薛其坤畢生最大的幸福。

黃金時(shí)代vs芯片之痛

“中國(guó)的科學(xué)家在世界上是最幸福的。中國(guó)的科學(xué)處在黃金時(shí)代，我本人就是這個(gè)黃金時(shí)代的幸運(yùn)者。今天，我非常榮耀能夠獲得這個(gè)獎(jiǎng)。這筆沉甸甸的獎(jiǎng)金又給我這只小船注入了核反應(yīng)堆式的動(dòng)力。我會(huì)以今天作為新的起點(diǎn)，把我的小船加足馬力，奔向未來?！?/p>

在2017年年初未來科學(xué)大獎(jiǎng)物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮上，薛其坤如是說。

2018年，薛其坤院士在苦苦思索高溫超導(dǎo)的機(jī)制，那么2018年的中國(guó)，又經(jīng)歷了什么？

2018年，中國(guó)的改革開放，邁入第四十一個(gè)年頭。中國(guó)的經(jīng)濟(jì)體量，早已躍居世界第二。不僅如此，近年來，中國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行保持著高速增長(zhǎng)。2013-2016年，中國(guó)GDP年均增速為7.2%，在世界主要經(jīng)濟(jì)體中占據(jù)最高位。

中國(guó)經(jīng)濟(jì)在高速增長(zhǎng)的同時(shí)，國(guó)際影響力也大幅提升。據(jù)IMF和世界銀行測(cè)算，2013-2016年，中國(guó)對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)率平均為31.6%，超過美國(guó)、歐元區(qū)和日本貢獻(xiàn)率的總和，居世界第一位。

這些，都足以讓我們每一個(gè)華夏兒女由衷地自豪。

同時(shí)，誠(chéng)如薛其坤院士所言，中國(guó)科學(xué)也處在黃金時(shí)代。就像40年前的1978年，我國(guó)召開了全國(guó)科學(xué)大會(huì)，科學(xué)的春天到來了。2016年，在全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)、兩院院士大會(huì)、中國(guó)科協(xié)第九次全國(guó)代表大會(huì)上，總書記再次吹響了“向科學(xué)進(jìn)軍”的號(hào)角。

雖然我們?cè)?018年一度遭遇的“芯片之痛”也不可無(wú)視：

今年，美國(guó)政府對(duì)中興進(jìn)行了制裁，這讓大多數(shù)中國(guó)人第一次認(rèn)識(shí)到：中國(guó)還沒有研發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能通用芯片。

“是的，核心的通用芯片我國(guó)還不能完全自主量產(chǎn)，即使設(shè)計(jì)是自主的，我們還要到境外做流片制造?！?/p>

說到這個(gè)問題，我們都沉默了大約有20秒鐘。

然后，薛其坤教授告訴我一些數(shù)據(jù)，一些關(guān)于大學(xué)的數(shù)據(jù)：

全世界諾貝爾獎(jiǎng)得主基本上集中在全球11所頂尖大學(xué)，依次是哈佛大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)、劍橋大學(xué)、芝加哥大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校、斯坦福大學(xué)、耶魯大學(xué)等學(xué)校。1966年設(shè)立的世界計(jì)算機(jī)圖靈獎(jiǎng)，至今共有67位得主，除了猶他大學(xué)、紐約大學(xué)、希臘格勒諾布爾大學(xué)以外，其他得主全部來自世界前20的大學(xué)和所在國(guó)最好大學(xué)。其中，加州大學(xué)伯克利分校13名，哈佛大學(xué)10名，斯坦福大學(xué)8名，麻省理工學(xué)院6名。很多美國(guó)領(lǐng)頭高技術(shù)企業(yè)的創(chuàng)始人也都來自世界或所在國(guó)的頂尖大學(xué)，比如：微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨（Bill Gates）肄業(yè)于哈佛大學(xué);谷歌創(chuàng)始人拉里·佩奇（Larry Page）和謝爾蓋·布林（Sergey Brin）都畢業(yè)于斯坦福大學(xué);特斯拉、SpaceX的創(chuàng)始人埃隆·馬斯克（ElonMusk）畢業(yè)于賓夕法尼亞大學(xué);思科的創(chuàng)始人列昂納德·波薩克（Leonard Bosack）畢業(yè)于斯坦福大學(xué)和賓夕法尼亞大學(xué)，等等。

我國(guó)的23位兩彈一星元?jiǎng)?，均來自清華、北大、西南聯(lián)大、交大、中央大學(xué)。

當(dāng)今世界，重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和關(guān)鍵的核心技術(shù)，主要由世界一流特別是頂尖大學(xué)培養(yǎng)的人才所發(fā)現(xiàn)或發(fā)明，我們中國(guó)要想成為現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)，必須要建設(shè)若干所世界一流的大學(xué)，以此培養(yǎng)世界上最有競(jìng)爭(zhēng)力的人才。

習(xí)近平總書記多次強(qiáng)調(diào)，綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)歸根到底是人才競(jìng)爭(zhēng)。哪個(gè)國(guó)家擁有人才上的優(yōu)勢(shì)，哪個(gè)國(guó)家最后就會(huì)擁有實(shí)力上的優(yōu)勢(shì)。

這也是為什么，薛其坤在繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)著自己科研團(tuán)隊(duì)的同時(shí)，“大膽轉(zhuǎn)型”，選擇了擔(dān)任清華大學(xué)分管科研的副校長(zhǎng)。他認(rèn)為，作為國(guó)家重點(diǎn)支持建設(shè)的高校之一，清華在培養(yǎng)人才、推動(dòng)國(guó)家強(qiáng)大方面義不容辭。他希望能夠利用自己多年來在科研方面的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，在管理崗位上，促進(jìn)學(xué)校整體人才培養(yǎng)和科研工作的提升，讓清華培養(yǎng)更多更好的在國(guó)際上最具競(jìng)爭(zhēng)力的人才，誕生更多一流的學(xué)術(shù)成果。

這一重大的選擇，來自他對(duì)中國(guó)、中國(guó)科技、中國(guó)教育的信心，更來自他對(duì)中國(guó)、中國(guó)科技、中國(guó)教育的強(qiáng)烈責(zé)任感。

這么多年，這責(zé)任感在他心中從來不曾消失，不管是在仙臺(tái)，還是在北卡羅來納州，還是在美麗的清華園。

“我一直在尋找一個(gè)平衡，兼顧好學(xué)校的科研管理事務(wù)和自己實(shí)驗(yàn)室的科研攻關(guān)?！彼f，“這個(gè)平衡點(diǎn)就是，我現(xiàn)在主要是在科研的宏觀和戰(zhàn)略上把握得多一點(diǎn)，多思考團(tuán)隊(duì)的研究方向，在大的科學(xué)目標(biāo)上多把關(guān)、在關(guān)鍵的研究上建立層次，具體工作則讓年輕人去做，我集中對(duì)他們的方向進(jìn)行指導(dǎo)，這也是培養(yǎng)他們成為未來優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人必須要想到的?！?/p>

而一說起年輕人、助手、學(xué)生，他就如數(shù)家珍?；貒?guó)以來，他培養(yǎng)了100多位博士后和博士，其中具有國(guó)字號(hào)人才稱號(hào)的近30個(gè)，他們中2/3都選擇了留在高校和科研單位從事學(xué)術(shù)研究。而他們又把他從事科研的傳統(tǒng)、從事科研的快樂傳給自己的學(xué)生，他學(xué)生的學(xué)生中已有很多在高校當(dāng)了老師。每年8月份暑假，都會(huì)舉行畢業(yè)后的學(xué)生聚會(huì)，快樂的他有一個(gè)讓他快樂無(wú)比的學(xué)術(shù)大家庭——Xue Group。

“所謂大學(xué)者，非謂有大樓之謂也，有大師之謂也?！薄?931年12月2日，梅貽琦就職清華校長(zhǎng)，他在演講中這樣說。今天，清華的薛其坤副校長(zhǎng)，每當(dāng)看到自己的學(xué)生中有越來越多的人成才，有越來越多的人正在成長(zhǎng)為科學(xué)家，就倍感欣慰。

然而，當(dāng)我作為一個(gè)采訪者，對(duì)薛老師這么多年，為中國(guó)科研、中國(guó)高等教育所做出的貢獻(xiàn)由衷喝彩時(shí)，他卻覺得，道遠(yuǎn)且長(zhǎng)，自己還有太多需要做的。

他要在他的量子王國(guó)里有更大的突破，還要培養(yǎng)更多的科學(xué)家。因?yàn)椋耙粋€(gè)大師、一個(gè)科學(xué)家究竟意味著什么？美國(guó)海軍次長(zhǎng)DanKimball在談及錢學(xué)森時(shí)，曾說：‘不管在哪里，他都值三到五個(gè)師?！?/p>

大師從何而來？“小平同志說得好，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科技的發(fā)展關(guān)鍵在教育?！闭f到小平同志，薛其坤院士憶及1977年恢復(fù)高考，自己一個(gè)農(nóng)家娃，被選到縣城的重點(diǎn)班讀書，又考到省城的山東大學(xué)，還有，1992年南方談話之后，自己有了機(jī)會(huì)東渡日本，培養(yǎng)了一絲不茍的治學(xué)精神，和世界性的學(xué)術(shù)眼光。

更難忘后來入選“百人計(jì)劃”，作為長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授調(diào)到清華，建立科學(xué)家工作室……

中國(guó)科學(xué)正處在黃金時(shí)代，如果繼續(xù)加大對(duì)人才、教育的重視，倡導(dǎo)科學(xué)家與科學(xué)精神的引領(lǐng)，當(dāng)今之中國(guó)，一定能更加強(qiáng)有力地?fù)屨既瞬鸥叩?，一定能更?qiáng)有力地推動(dòng)科技創(chuàng)新，從而推動(dòng)以創(chuàng)新為引領(lǐng)的新發(fā)展理念的更有力落實(shí)。對(duì)這一點(diǎn)，薛老師充滿信心。

清華、北大，全國(guó)中小學(xué)生排著隊(duì)參觀的神圣殿堂，讓中國(guó)人肅然起敬的頂尖學(xué)府，14億人的國(guó)度中最好的大學(xué)。只要繼續(xù)加大重視，它們應(yīng)該完全可以和哈佛、普林斯頓、斯坦福、哥倫比亞、麻省理工比肩。

只要繼續(xù)加大重視，曾經(jīng)大師輩出的清華園，一定能走出更多的梅貽琦、錢學(xué)森、鄧稼先、華羅庚、葉企孫、薛其坤。

只要繼續(xù)加大重視，著名的錢學(xué)森“臨終三問”，也一定將有圓滿的回答。

期待有一天，應(yīng)該很快，我們拿起手機(jī)，看到量子反?；魻栃?yīng)在常溫下實(shí)現(xiàn)了，超導(dǎo)的機(jī)制清楚了，或者各種別的什么振奮人心的科技進(jìn)步。

如果科學(xué)家是銜著變革之枝，飛向未來的鳥，那我們的國(guó)家，我們的社會(huì)，一直給予他們很多關(guān)愛，我相信，國(guó)家和社會(huì)還將為他們鋪就更溫暖、更適合科技創(chuàng)新的鳥巢。

這些鳥兒喉嚨中的歌，那些閃耀著科學(xué)光芒的歌，將被更多的耳朵聽到，將有更多的鳥加入它們的和聲。

會(huì)有更多中國(guó)的聲音，被世界聽到，被未來聽到。

讓這些“科學(xué)鳥”，這些帶著火種的普羅米修斯，帶領(lǐng)我們，帶領(lǐng)黃皮膚的中國(guó)飛往未來吧！

我們一定能跨越途中的中等收入陷阱。

我們一定能收獲更多的繁榮與進(jìn)步。

我們一定能盡快實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)。

責(zé)任編輯 趙文廣