薛其坤：從一到無窮大

卞文志

2023年10月24日，美國物理學(xué)會宣布，中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授、南方科技大學(xué)校長薛其坤獲得本年度的巴克利獎。巴克利獎被公認是國際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的最高獎，這也是該獎項授獎70年來首次頒發(fā)給中國籍物理學(xué)家。能夠憑借拓撲絕緣體研究和在拓撲絕緣體中發(fā)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)的創(chuàng)新突破榮獲該獎項，薛其坤表示：“這得益于改革開放以來國家科技實力的持續(xù)壯大和基礎(chǔ)科學(xué)研究的長期深厚積累。榮譽屬于團隊中的每一位研究者，更屬于國家?！?/p>

逆境中開出燦爛的花

作為中國物理界的一名傳奇人物，薛其坤早已是榮譽等身。1999年，他入選中國科學(xué)院百人計劃；2005年，他當(dāng)選中國科學(xué)院院士；2012年底，他和研究團隊成功在實驗上觀測到量子反?；魻栃?yīng)，成為“世界首次”，該成果于2013年在美國《科學(xué)》雜志發(fā)表，被審稿人稱為“凝聚態(tài)物理界一項里程碑式的工作”；2014年，他獲得“求是杰出科學(xué)家獎”；2016年，他獲得首屆未來科學(xué)大獎“物質(zhì)科學(xué)獎”；2020年，他獲得菲列茲·倫敦獎，也是自該獎項設(shè)立以來中國第一個、亞洲第二個獲得此項榮譽的科學(xué)家……光輝履歷的背后，鮮有人知道，薛其坤還有一段考研3次、讀博7年的“黑暗”往事。每每提起這些，他也常會感嘆“連自己也沒有想過”會作出讓全世界矚目的成就。

薛其坤1962年出生于山東省臨沂市蒙陰縣高都鎮(zhèn)西峪村，靠著努力學(xué)習(xí)走出大山，考上了山東大學(xué)。本科畢業(yè)后，他報考中國科學(xué)院的研究生，沒想到一考就是3年。第一次考研，高等數(shù)學(xué)只考了39分。第二次考研，物理只考了39分?？佳袑覒?zhàn)屢敗，但薛其坤沒有被挫折打倒，反而激發(fā)出斗志屢敗屢戰(zhàn)，終于在第三次考研中如愿考進中國科學(xué)院物理研究所。讓人沒想到的是，他后來讀博士又花了7年時間。讀博期間，他被導(dǎo)師送到日本東北大學(xué)進修。日本的導(dǎo)師要求非常嚴格。那時候，薛其坤一周工作6天，不管刮風(fēng)下雨，早上7點就要準(zhǔn)時到達實驗室，一直干到晚上11點。起初，這種巨大的工作量讓他十分痛苦，但逆境中開出了燦爛的花，他慢慢習(xí)慣并喜歡上了這種作息時間，并堅持了20多年。后來，薛其坤還把這個作息習(xí)慣帶到了清華大學(xué)物理系，也讓他在清華大學(xué)有了一個比“院士”還要被人熟知的名號——“7-11教授”。

“薛老師給我印象最深的是他不怕困難，困難越大他越較真?！绷孔臃闯；魻栃?yīng)團隊成員何珂一語中的，道出了薛其坤一步步從平凡走向卓越的秘訣。用薛其坤的話說，最重要的是信念。他說：“每個人都要有一種正確的、堅定的信念，這是人生中非常重要的一點。這一信念可以是追求人生的目標(biāo)和美好的生活，也可以是報效祖國、推動人類的進步。有了信念，不論碰到多大的困難和挫折，要面對什么樣的考驗，都會因為堅定的信念而能去克服它?！?/p>

巔峰上揚起中國的旗

薛其坤的勵志人生可以用6個字來形容，那就是“從一到無窮大”。2019年清華大學(xué)招生宣傳片的名字就叫《從一到無窮大》，片中的主角正是時任清華大學(xué)副校長的薛其坤。作為家里乃至村里的第一個大學(xué)生，大器晚成的他比其他人更明白從無到有的艱難。大部分時間，沒人能給你建議，犯錯的概率高了，容錯的資本卻少了，選什么專業(yè)、找什么工作、要成為怎樣的人，一切都要自己去摸索、去挑戰(zhàn)、去征服，也正因此未來才有無限可能。從一到無窮大，每個“一”都應(yīng)該成為自己的驕傲，都潛藏著無窮潛力、無盡未來。你無法想象這個“一”對每個家庭、對國家將會帶來多大的改變。正如中央廣播電視總臺《朗讀者》節(jié)目所描述的：“當(dāng)薛其坤三戰(zhàn)考研的時候，他沒想到自己能在41歲時成為中國科學(xué)院最年輕的院士之一；當(dāng)薛其坤花了7年才拿下博士文憑的時候，他也沒有想過有一天會出任清華大學(xué)的副校長。在科研領(lǐng)域取得諸多成就的薛其坤，被看作‘天才，而在這背后，正是多年來腳踏實地地砥礪前行，最終獲得厚積薄發(fā)的成就?！?/p>

在物理界，長期以來，使量子反?；魻栃?yīng)“現(xiàn)身”并實現(xiàn)實驗觀測難度極大，是無數(shù)研究者奮力追尋而不得的科學(xué)目標(biāo)。從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、美國斯坦福大學(xué)的多個研究組組成攻關(guān)團隊，一起從拓撲絕緣體研究方向嘗試攀登這座科學(xué)高峰。搞物理科研沒有一蹴而就的成功，1次成功背后可能是999次失敗后又推翻重來，薛其坤的團隊也不例外。他們實驗的樣品是用原子一層一層鋪上去的，5納米的厚度相當(dāng)于頭發(fā)絲的10萬分之一，每制備一個都非常不易。薛其坤團隊曾用4年時間先后制備了1000多個這樣的樣品。實驗，失??；改進，創(chuàng)新；又失敗，再改進、再創(chuàng)新。他們在研究中反反復(fù)復(fù)嘗試，可謂絞盡腦汁。

2012年底，在闖過了一道又一道難關(guān)后，薛其坤團隊終于成功地在實驗上觀測到了量子反?；魻栃?yīng)，成為“世界首次”。該成果公開發(fā)表后，引起國際學(xué)術(shù)界的震動。這意味著中國基礎(chǔ)科學(xué)研究取得了重大進步，也意味著中國科學(xué)家作出的具有重大突破意義的研究成果攀上了又一座科研高峰，在世界科研發(fā)展的“第一梯隊”大放異彩。著名物理學(xué)家楊振寧稱這一研究成果為“諾貝爾獎級的物理學(xué)論文”。楊振寧認為，這一成果有望推動新一代低能耗晶體管和電子學(xué)器件的發(fā)展，將會加速推進信息技術(shù)革命的進程。如果這項成果能投入應(yīng)用，能做出低能耗晶體管和電子元器件，那么超級計算機將有可能成為iPad大小的掌上筆記本，手機和電腦的內(nèi)存也許會超過目前最先進產(chǎn)品的上千倍，可以幾個月不充電，且使用中不會發(fā)熱，不會速度變慢。

當(dāng)人們還沉浸在巴克利獎帶來的榮耀中時，薛其坤已經(jīng)把目光望向了另一座科研高峰——高溫超導(dǎo)。在過去的100多年里，超導(dǎo)領(lǐng)域先后有5次、七八位科學(xué)家獲得過諾貝爾物理學(xué)獎。薛其坤知道，誰先找到在常溫常壓下實現(xiàn)超導(dǎo)的材質(zhì)與方法，誰就將帶領(lǐng)人類開啟一個新的文明紀(jì)元，對我們的民族復(fù)興、國家富強有著非比尋常的意義，所以他一直矢志不渝朝著這個方向努力。他更深知：“真正要把一個重要的科學(xué)問題解決掉，就必須要做好長期努力奮斗的準(zhǔn)備?！?/p>