薛其坤：書寫物理世界傳奇

2023年10月24日，清華大學、南方科技大學相繼發(fā)文祝賀中國科學院院士、清華大學教授、南方科技大學校長薛其坤獲得2024年度的巴克利獎。這是該獎自1953年授獎以來首次頒發(fā)給中國籍物理學家。薛其坤獲此獎后表示，這一成果的取得，得益于改革開放以來國家科技實力的持續(xù)壯大和基礎科學研究的長期深厚積累。

“接到這個消息還是非常激動的?！?0月25日晚，被問及得知自己獲巴克利獎時的心情，回到清華園的薛其坤笑著答道。

面對這一榮譽，薛其坤表示，作為一名物理學工作者，能得到國際物理學界的高度認可，他非常自豪、非常高興——因為沒有辜負黨和國家、人民對他的支持與期望。他謙虛地表示，這一榮譽屬于團隊中的每一位研究者，更屬于國家。

在清華理科樓物理系三樓的報告廳里，薛其坤分享了自己的求學、工作、科研體會，以及他對科研創(chuàng)新、高等教育發(fā)展、人才評價等方面的看法。

身為校長，薛其坤既要做好行政性事務；也要關注團隊的研究情況。他坦言，他現(xiàn)在的睡眠質量不太好，有時睡2個小時就醒了，“如果能自我夸獎一下的話，我是只要不睡覺的時候，基本上都在搞工作?！?/p>

談到高等教育評價體系話題時，薛其坤向媒體表示，“目前存在的一個問題是，對不同學科、不同類型的人才，往往是以文章、專利等標準去衡量。如何做到科學地評價，使學者不是基于評價做科研、去工作，我覺得這是我們應該努力的方向?！?/p>

“做科學工作，最重要的是要實事求是”

巴克利獎于1953年首次授獎，此后每年頒發(fā)一次，通常授予一人，但也可以由多人共享。該獎旨在表彰和鼓勵領域內的杰出理論或實驗貢獻，評選標準強調必須是凝聚態(tài)物理領域“最重要”的貢獻。

薛其坤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膭?chuàng)新突破，成為巴克利獎授獎70年以來首位中國籍的獲獎者。

2012年底，在克服了一道又一道難關后，薛其坤和團隊終于成功地在實驗中觀測到了量子反?；魻栃?，成為“世界首次”。該成果于2013年3月在美國《科學》雜志發(fā)表，審稿人予以高度評價，稱之為“凝聚態(tài)物理界一項里程碑式的工作”。

這一中國科學家在實驗中獨立觀測到的重要物理現(xiàn)象，被視為全球基礎研究領域的重要科學發(fā)現(xiàn)，是世界物理學界最為重要的實驗進展之一，為后續(xù)國際凝聚態(tài)物理研究引領了新的方向。

10月25日晚，薛其坤回到清華園，受到師生們的熱烈歡迎。

薛其坤介紹，如今他和他的團隊正在量子反常霍爾效應、拓撲絕緣體相關的領域進行探索研究。他表示，在國際凝聚態(tài)物理界，這兩個研究方向都是大家很關注的，中國的研究團隊基本上處于世界前沿，他為此感到自豪。

談到從事基礎科學研究應具備何種科學精神時，薛其坤說，科學精神的內涵很多，它是從事科學工作中，科學家和科學工作者形成的一種職業(yè)性、理念性、靈魂性的東西。做科學工作，最重要的可能是實事求是。

“因為我們是在探索自然界中一些基本規(guī)律，要想揭開自然界的奧妙、理解自然界、認識自然界，本質上就是必須要實事求是，在具體科研工作中一定不能打折扣?！毖ζ淅娬{，做科研要尊重數(shù)據(jù)，遵守實事求是原則。

同時，他還強調，要踏踏實實走好每一條路。因為科學研究中不可能一下子就認識到事物的本質，要想真正解決一個重要的科學問題，必須要有長期努力奮斗的準備。

“如果我想把一個實驗做得非常完美的話，可能花的時間就會很長，也可能會通宵工作，也可能會做一些異于常人的‘作戰(zhàn)’?！毖ζ淅ふf，這種追求極致、踏實艱苦努力奮斗的精神，對真正做好高質量科學工作是比較重要的。

同事眼中的“7-11教授”

薛其坤出生在山東省臨沂市蒙陰縣高都鎮(zhèn)西峪村，是一個來自偏僻農村的農家子弟。作為一個來自于貧困山區(qū)的農家子弟，薛其坤靠著努力與堅持學習知識走出大山，考上了山東大學。本科畢業(yè)后他報考中國科學院的研究生，一考就是三年。第一次考研，高等數(shù)學只考了39分，第二次考研，物理只考了39分，但他依然堅持。薛其坤是過過苦日子的人，他不怕吃苦和等待，只怕半途而廢。于是哪怕身邊人都勸他放棄，他還是鼓起勇氣考了第三次，最終如愿考進中國科學院物理所。

讀博期間，薛其坤被導師送到日本東北大學進修，可是讓他始料未及的是，這恰恰是“噩夢”的開始。在日本的導師要求他一周工作6天，不管刮風下雨，都要準時到達實驗室。加之身處異國他鄉(xiāng)語言不通，沒有家人朋友，如此大的工作量又使他連睡眠也沒有了保障，他感到十分痛苦。嚴苛的作息，讓薛其坤感覺孤單，跟家人通電話時，他有時會落淚。

但逆境中開出了燦爛的花，日積月累中他慢慢習慣并愛上了這種感覺。后來他不僅把“7-11”復制到周末，還把這個習慣帶回了清華大學物理系。早上7點扎進實驗室，一直干到晚上11點。這樣的作息時間，薛其坤堅持了20年。這種魔鬼般的自律精神，讓薛其坤在清華大學有了一個比“院士”還要響亮的名號——“7-11”。

在物理科學界，搞物理科研沒有一蹴而就的成功。一次成功背后，是999次失敗后又推翻重建。薛其坤的團隊也不例外。他們用來實驗的樣品，是用原子一層一層鋪上去的。5納米的厚度，相當于頭發(fā)絲的10萬分之一，每制備一個都非常不易。4年來，薛其坤團隊先后制備了1000多個這樣的樣品。每一次實驗失敗后，薛其坤就帶領著團隊改進樣品、創(chuàng)新方法；又失敗了，再改進、再創(chuàng)新。從薄膜生長，到磁性摻雜、門電壓控制，再到低溫輸運測量……他在研究中反反復復，可謂絞盡腦汁。

在物理科研這一高端領域，薛其坤帶領著團隊克服了重重阻礙和難關，一步步實現(xiàn)了對拓撲絕緣體的電子結構、長程鐵磁序以及能帶拓撲結構的精密調控……利用分子束外延方法，他們終于生長出了高質量的Cr摻雜（Bi，Sb）Te拓撲絕緣體薄膜。這一天，離2008年10月實驗開始，已過去了四年零兩個月，也是為了夢想每天早7晚11在實驗室度過的1500天。在他的心中，自有一片宇宙，一片唯有他觸碰到的真正的宇宙。

腳踏實地"砥礪前行

70年來中國首次獲得的巴克利獎，被薛其坤院士所摘取。巴克利獎，被公認為是國際凝聚態(tài)物理領域的最高獎，旨在表彰在凝聚態(tài)物理領域作出卓越貢獻的科學家。薛其坤和美國哈佛大學教授Ashvin"Vishwanath此次共同憑借“對具有拓撲能帶結構的材料的集體電子性質的開創(chuàng)性理論和實驗研究”而獲獎。薛其坤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?，創(chuàng)新性實現(xiàn)了突破。

在物理學界，量子反常霍爾效應是凝聚態(tài)物理中的一個重要量子效應。長期以來，使其“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目標。2009年起，薛其坤聯(lián)合來自清華大學物理系、中國科學院物理研究所、美國斯坦福大學的多個研究組，組成攻關團隊，一起從拓撲絕緣體研究方向嘗試攀登這座科學高峰。2012年底，在克服了一道又一道難關后，薛其坤和團隊終于成功地在實驗上觀測到了量子反?；魻栃蔀椤笆澜缡状巍?。該成果于2013年3月在美國《科學》雜志發(fā)表，審稿人予以高度評價，稱之為“凝聚態(tài)物理界一項里程碑式的工作”。

這一中國科學家在實驗上獨立觀測到的重要物理現(xiàn)象，被視為全球基礎研究領域的重要科學發(fā)現(xiàn)，是世界物理學界最為重要的實驗進展之一，為后續(xù)國際凝聚態(tài)物理研究引領了新的方向。而在應用領域，量子反?；魻栃捌錈o耗散邊緣態(tài)，在未來可能被用于發(fā)展新一代的低能耗電子學器件，解決一系列瓶頸問題。

央視《朗讀者》節(jié)目主持人曾這樣描述他：“當薛其坤三戰(zhàn)考研的時候，他沒想到自己能在41歲時成為中國科學院最年輕的院士之一；當薛其坤花了七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的副校長：在科研領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。”

對于自己的特別能“扛打”，薛其坤笑著說，“可能就是天生的，包括別人說你根本不像做科學家的料，我也沒有覺得這些話很重，也沒有覺得自己失去了信心。在這方面，我覺得自己是比較突出的一個人，不是特別受別人打擊的影響?！鲍@獎后，薛其坤表示，作為一個中國科學家，能入選這個獎，感覺非常意外。他表示，這個實驗涉及的實驗團隊有三到四個，有清華的團隊、中國科學院的團隊。“如果沒有來自不同團隊的高效合作，這個實驗的時間可能會延長，也可能永遠達不到這樣一個目標?！?/p>