“量子追夢人”薛其坤：他拿出了“拼上性命的努力”

兒時(shí)腦海里朦朧的科學(xué)家夢想，開始變得真切了。

2024年夏，國家最高科學(xué)技術(shù)獎在北京頒發(fā)，量子物理學(xué)家薛其坤院士獲此殊榮，成為該獎項(xiàng)創(chuàng)立以來最年輕得主。此前，他還獲得國際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的最高獎——巴克利獎，成為70年以來首位中國籍的獲獎?wù)摺?/p>

薛其坤并非天才，他歷經(jīng)3次才考研成功，讀博花了7年，卻在41歲成為中科院最年輕的院士之一，50歲攻克了量子世界難題。這位來自沂蒙山區(qū)的寒門子弟，有著怎樣的人生和家庭故事？

考研三次，他依然追求心中的夢想

薛其坤出生于山東臨沂市蒙陰縣西峪村，他曾多次提到，自己是“一艘從沂蒙山區(qū)駛出的小船”。作為家中老大，薛其坤從小勤奮好學(xué)也很能吃苦。七八歲時(shí)，他放學(xué)后就幫家里割麥子、喂牲口了。父母沒什么文化，薛其坤優(yōu)異的成績?nèi)克呐妥月伞Ｋ艑W(xué)后不光認(rèn)真寫作業(yè)，還主動去放牛，拾柴，幫母親燒灶火……小小年紀(jì)，就力所能及地分擔(dān)家務(wù)。

因家境貧寒，16歲那年，父母借錢供薛其坤讀了高中。每次從家里去西峪縣一高，他都帶著母親烙好的煎餅。有時(shí)收成不好，一年的糧食僅夠全家人吃半年，母親烙餅時(shí)就用雜面摻上花生皮糠——把花生皮磨碎了摻到煎餅里，充當(dāng)糧食供一家老小填肚子。

通過學(xué)習(xí)，薛其坤知道了牛頓、愛因斯坦等科學(xué)家。他也渴望走出貧困山區(qū)，成為一名給社會帶來福祉的科學(xué)家。高中時(shí)期，薛其坤夢想的小船正式啟航，為了圓大學(xué)夢，他經(jīng)常吃著粗糙噎人的“花生皮煎餅”，挑燈復(fù)習(xí)到深夜。1980年，薛其坤以優(yōu)秀成績考入山東大學(xué)光學(xué)系，其中物理考了99分（滿分100）。去省城上大學(xué)之前，滿心驕傲卻一貧如洗的母親找人借了一塊布，連夜給兒子縫制出新褂子，讓他的衣著不至于太寒酸。

讀大學(xué)期間，薛其坤沉迷于激光物理，漸漸導(dǎo)致偏科。大學(xué)畢業(yè)后，他第一次考研究生，高等數(shù)學(xué)只考了39分，無奈敗北。他收起“野心”，來到山東省曲阜師范大學(xué)教書。但夢想的火種無法熄滅，薛其坤心里還是想讀研，讓自己在光學(xué)物理方面更進(jìn)一步。工作兩年后，他再次考研，又是慘淡收場……不過，正如薛其坤自己所說：“我來自沂蒙山區(qū)一個(gè)小村子，山里的孩子皮實(shí)，不怕吃苦，也不怕失敗。”

雖然兩次敗北，他并沒有放棄自己的夢想，而是通過努力復(fù)習(xí)來彌補(bǔ)自身的不足，大不了敗了再戰(zhàn)！直到1987年，第三次奮起逐夢的薛其坤終于如愿以償，考上了他向往的中國科學(xué)院物理研究所，學(xué)習(xí)凝聚態(tài)物理專業(yè)。

碩士臨近畢業(yè)時(shí)，導(dǎo)師推薦薛其坤到日本東北大學(xué)讀博。在日本留學(xué)期間，因?yàn)槁牪欢畬?dǎo)師的指令，他經(jīng)常受到嚴(yán)厲指責(zé)。導(dǎo)師和同學(xué)們一起做實(shí)驗(yàn)時(shí)，薛其坤不敢碰儀器，只能在一邊怔怔地看。

在日本留學(xué)時(shí)，薛其坤一周工作6天，早上7點(diǎn)走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，晚上11點(diǎn)之前不許離開。他每天就做三件事：吃飯、睡覺、搞科研，有時(shí)候困得坐在馬桶上都能睡著。他感覺異常孤獨(dú)和落寞，與家人通電話時(shí)，幾乎要落淚。一年中，他心里有七八個(gè)月都想放棄，想回國，他太想家了。一次，上學(xué)前班的兒子在電話里給他背剛學(xué)的一篇課文：“我是中國人，我愛自己的祖國……”聽著孩子稚嫩的童音，薛其坤忍淚振作起來：是啊，自己身為留學(xué)博士生，更要給中國人爭口氣！

薛其坤咬牙堅(jiān)持了下來，憑借扎實(shí)功底和超常付出，取得一項(xiàng)“7-11實(shí)驗(yàn)室”30年來最大的科研成果。薛其坤體會到做科研的美妙，兒時(shí)腦海里朦朧的科學(xué)家夢想，開始變得真切了。

發(fā)現(xiàn)量子新效應(yīng)，“拼命院士”轟動世界

因?yàn)樵谡Z言上與導(dǎo)師交流有障礙，薛其坤在日本讀了7年博士才畢業(yè)。36歲時(shí)，薛其坤通過中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”回國，正式加入中科院物理研究所工作。

在日本艱難求學(xué)的經(jīng)歷，不僅磨煉了薛其坤的意志，也讓他在歸國后形成了“7-11”的作息習(xí)慣：每天7點(diǎn)開始工作，一直忙碌到晚上11點(diǎn)。此后的20多年里，薛其坤沒休息過一個(gè)完整的假期和周末。他每年平均工作330天以上，每天15小時(shí)左右，一年下來就是約5000個(gè)小時(shí)的工作量，堪稱“科研界的勞?！薄?/p>

薛其坤及團(tuán)隊(duì)成員，主要忙于攻克一項(xiàng)世界性科學(xué)難題——量子反常霍爾效應(yīng)的突破。簡單來說，是要發(fā)現(xiàn)一種量子新材料，讓電子在強(qiáng)磁場作用下，運(yùn)動起來像高速公路上的汽車一樣分道行駛，互不干擾，高效有序。多年來，物理學(xué)家提出各種方案，但在實(shí)驗(yàn)上未取得任何實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。因?yàn)榱孔臃闯；魻栃?yīng)需要的材料既具備磁性又是絕緣體，而磁體通常為導(dǎo)體，這是一個(gè)自相矛盾的要求。

2009年起，薛其坤聯(lián)合來自中科院物理所、清華大學(xué)物理系等多個(gè)研究組，組成攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，一起嘗試攀登這座科學(xué)高峰。“這是理論物理學(xué)家在山頂畫出的櫻桃，山頂有沒有櫻桃，沒人知道?！毖ζ淅ふf，盡管一切都是未知，但那時(shí)的他一直有個(gè)念頭：能不能像我們崇拜的科學(xué)家那樣，做點(diǎn)更大的、從0到1的成果。“只要敢于正視困難，就沒有過不去的坎兒?！毖ζ淅閳F(tuán)隊(duì)成員加油鼓勁，“全世界都試圖攻克這個(gè)難題，我們必須抓緊時(shí)間！科學(xué)發(fā)現(xiàn)特別是重要發(fā)現(xiàn)，只有第一，沒有第二，我們只有沖，沒有退路！”

“很多時(shí)候，大家一起從外地出差回來，已是晚上十一二點(diǎn)，但他還堅(jiān)持去實(shí)驗(yàn)室……”薛其坤對科研持久的熱情和努力，讓清華大學(xué)物理系教授王亞愚驚嘆不已。這種超乎常人的勤奮，薛其坤的體會是“累并快樂著”。他認(rèn)為科學(xué)探秘就像偵探解謎一樣有趣，“從事科研這么多年，我極其努力，也非?？鞓贰！?/p>

不過，光有勇氣和興趣還不夠，薛其坤在長期的科研工作中，積累了尖端實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法。制備一個(gè)同時(shí)擁有拓?fù)?、絕緣、磁性三種特性的薄膜，是實(shí)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)的關(guān)鍵和前提，但是，在實(shí)際的材料中同時(shí)滿足上述3個(gè)要求，是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。這就相當(dāng)于要培養(yǎng)一個(gè)運(yùn)動員既要有短跑健將的速度，又要有舉重冠軍的力量，還要有花樣滑冰運(yùn)動員的技巧，其中的艱難可想而知。

實(shí)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)的薄膜樣品，厚度只有5納米，相當(dāng)于頭發(fā)絲的十萬分之一，肉眼根本看不到。制備這種薄膜材料，需要將幾種元素，用分子束外延法一層一層生長起來。但具體怎樣生長，幾種元素如何配比，結(jié)構(gòu)如何搭建，都十分復(fù)雜精妙。4年間，這樣的薄膜樣品，薛其坤團(tuán)隊(duì)生長了1000多個(gè)，每一個(gè)樣品從生長到完成測試，至少需要三四天。生長、測試，失敗、改進(jìn)，再生長、再測試……

當(dāng)試驗(yàn)一次次失敗，負(fù)面情緒在團(tuán)隊(duì)中蔓延時(shí)，薛其坤作為研究團(tuán)隊(duì)的“大家長”，會請大家吃飯，在飯桌上講述他人生中最難熬的留學(xué)生涯，鼓舞大家“不要被黎明前的黑暗嚇倒”。幸運(yùn)的是，做了20多年分子束外延生長的薛其坤，掌握了國際領(lǐng)先的技術(shù)儲備。2012年底，他和團(tuán)隊(duì)終于用分子束外延方法，生長出高質(zhì)量的磁性拓?fù)浣^緣體薄膜材料，并看到了夢寐以求的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這也是世界范圍內(nèi)，首次在實(shí)驗(yàn)上觀測到量子反?；魻栃?yīng)。至此，量子霍爾效應(yīng)家族最后一個(gè)神秘成員，終于在實(shí)驗(yàn)上被發(fā)現(xiàn)。

消息傳出后，這項(xiàng)科研成果和薛其坤的名字一起，轟動了全球物理學(xué)界！他也迎來了人生的高光時(shí)刻，2016年獲得首屆未來科學(xué)大獎，2018年獲得國家自然科學(xué)獎一等獎……

41歲就成為中科院院士的薛其坤，是常人眼中的“天才”。但身邊人都知道，他對科研有著“瘋狂的興趣”，為了科技興國的夢想，他拿出了“拼上性命的努力”。

獎金交給妻子，成為母親和家鄉(xiāng)的驕傲

瘦削的臉上架一副眼鏡，無論對誰總是笑呵呵的，在同事和學(xué)生們眼中，薛其坤平易近人，樂觀又大方。在實(shí)驗(yàn)技術(shù)與科研訓(xùn)練中，薛其坤對學(xué)生們的要求更是近乎苛刻：對于實(shí)驗(yàn)儀器要長年累月準(zhǔn)確無誤地操作；寫論文時(shí)，連標(biāo)點(diǎn)符號也不能出現(xiàn)錯(cuò)誤。薛其坤認(rèn)為，這種追求極致的認(rèn)真態(tài)度，是一個(gè)科研工作者不可或缺的品質(zhì)。他常常對學(xué)生說，物理實(shí)驗(yàn)的成功是建立在扎實(shí)的基本功之上，如果沒有精湛的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和細(xì)致操作，就很難取得重大科研成果。在發(fā)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)之后，薛其坤又開始率團(tuán)隊(duì)攻克新的科研方向，與此同時(shí)，他還是清華大學(xué)副校長。身兼多職的薛其坤似乎從無疲憊之感，只有逐夢的快樂。

但每當(dāng)提及家人，薛其坤都面露愧色。自從考上高中，他這艘“沂蒙山區(qū)的小船”就駛離了家鄉(xiāng)，在濟(jì)南上大學(xué)，在北京讀研，在日本留學(xué)……他與父母、妻兒聚少離多，長期缺失了對他們的親情陪伴，這令薛其坤心存內(nèi)疚。直到回國后進(jìn)入中科院工作，薛其坤才把妻兒接到北京一起生活。妻子是他的大學(xué)同學(xué)，也是家里的賢內(nèi)助，薛其坤生活自理能力差，他和孩子的衣食住行幾乎全靠妻子打理。

一次，薛其坤登臺領(lǐng)取一項(xiàng)科技大獎后，致辭感謝了許多人，卻忽略了坐在臺下的妻子。即將走下領(lǐng)獎臺的他，當(dāng)即折返回去，對著話筒嚴(yán)肅無比地說：“對不起，我剛才忘記了非常重要的一件事，領(lǐng)導(dǎo)來了，忘了介紹?！苯又?，他話題一轉(zhuǎn)：“就是我的夫人，正是有了她，我才能過上seven—eleven（朝七晚十一地工作）的生活。”全場頓時(shí)響起會心的大笑和掌聲，臺下的薛夫人則羞紅了臉。

薛其坤走下臺，剛坐到妻子身邊，就把當(dāng)天獲得的獎金支票交給妻子。見被攝影師的鏡頭抓拍到了這一幕，他急忙搓著手解釋：“我怕帶丟了，交給領(lǐng)導(dǎo)保管最安全。”這位大科學(xué)家的寵妻舉動，令全場的男女心生敬佩和羨慕。

作為國內(nèi)頂尖的量子物理學(xué)家，薛其坤可謂榮譽(yù)加身：2020年獲得菲列茲·倫敦獎，并出任南方科技大學(xué)校長；2023年，獲國際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的最高獎巴克利獎……2024年6月24日，2023年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎在北京揭曉，只有61歲的薛其坤是該獎項(xiàng)創(chuàng)立以來最年輕的獲得者。

“其坤，好好干啊，為咱國家作貢獻(xiàn)！”聞知兒子獲得國家最高科技獎，老母親與薛其坤通電話時(shí)很激動，但一開口還是先叮囑。

在山東蒙陰縣高都鎮(zhèn)西峪村，薛其坤的鄉(xiāng)親們高興地刷著他獲獎的視頻消息，備感驕傲和自豪?！拔覀冞@個(gè)薛氏家族在薛院士的帶領(lǐng)下，也是人才輩出，大家都非常重視子女的教育。每年其坤回家的時(shí)候，都會鼓勵孩子們好好學(xué)習(xí)！”薛其坤的堂叔薛慶存介紹說，這個(gè)400多人的小山村，先后培養(yǎng)出1名院士、8名博士、15名研究生、30多名本科生，學(xué)子們走出家鄉(xiāng)，在各行各業(yè)取得了非凡成就。而薛其坤院士，正是家鄉(xiāng)孩子努力學(xué)習(xí)的榜樣！

薛其坤這艘“從沂蒙山區(qū)駛出的小船”，經(jīng)歷了大風(fēng)大浪之后，終于駛進(jìn)他兒時(shí)向往的廣闊海洋。而這艘小船仍會繼續(xù)向前，在量子世界探索未知的黑暗，用科技造福全人類。