2023年度國家最高科學技術獎6月24日在京揭曉，全國人大代表、南方科技大學校長、中國科學院院士薛其坤獲得中國科技界崇高榮譽。
薛其坤是凝聚態物理領域著名科學家，取得多項引領性的重要科學突破。他率領團隊首次實驗觀測到量子反常霍爾效應，在國際上產生重大學術影響；在異質結體系中發現界面增強的高溫超導電性，開啟了國際高溫超導領域的全新研究方向。
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給中國國籍物理學家。巴克利獎被公認為是國際凝聚態物理領域的最高獎，旨在表彰在凝聚態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共同憑藉「對具有拓撲能帶結構的材料的集體電子性質的開創性理論和實驗研究」獲此殊榮。
美國物理學會（American Physical Society）官網截圖
沂蒙小船駛入世界的大海
笑臉盈盈，熱情謙遜，質樸的山東口音……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」，當科學家的種子早早在他心裏種下。
薛其坤（中）與高中同學合影（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光學系激光專業錄取。但考研的挫折讓他「始料未及」。第一次考研，高等數學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，進入中國科學院物理研究所學習。他總結自己的考研經驗：「不能耍小聰明」。
薛其坤介紹說，雖然經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習、工作和生活的態度?！笇嶋H上我們這個團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，實現一個個在我們能力範圍之內儘可能實現的科研突破」。
開展科學研究，快樂和勤奮並不矛盾。薛其坤經常從早上7點開始就在實驗室埋首工作，到晚上11點才離開?！附^大部分人要想工作更順利一點、事業更成功一點，我覺得勤奮是非常重要的?！?/p>
他說，在日本、美國留學和工作8年期間，自己接觸到世界上最先進的實驗技術和國際開放的環境，為了把最先進的實驗技術學到手，逐漸養成每天「7-11」的勤奮工作習慣，以及開展實驗科學研究的嚴謹態度?！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成績的話，我覺得我是非?？鞓返摹O其努力的」。
薛其坤（左一）在日本求學期間與導師櫻井利夫（左二）合影（圖源：央視新聞）
薛其坤表示，海外8年求學和工作的親身經歷，觸發了他多為國家做點事情的強大信念和動力。一是作為中國人，要為家園美好、祖國進步作貢獻，作為中國科學家，要有為國家高水平科技自立自強努力貢獻的擔當和責任；二是對科學研究的濃厚興趣，特別是探索未知、發現全新科學規律和實現科學突破，這是一種發自科學家內心的好奇心。
「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。他通過中國科學院「百人計劃」回國，正式加入物理所工作。2005年起，他擔任清華大學物理系教授。他瞄準的一個「0到1的突破」就是「量子反?；魻栃?。如何解釋這個最前沿也很難懂的科學概念？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。量子反常霍爾效應就是不同於量子霍爾效應，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、一往直前運動的這麼一個規律。
自1988年起，不斷有理論物理學家提出各種方案，但在實驗上都沒有取得任何實質性進展。全世界頂尖的研究組都想攻克這個難題，薛其坤團隊也是其中之一。
薛其坤在清華大學的實驗室（圖源：央視新聞）
一進入位於清華大學的實驗室，薛其坤的雙眼閃閃發光。眼前，不亞於日本的實驗條件讓他止不住內心的激動。能在自己的國家，挑戰最難也是自己最嚮往的科學問題，何等幸福？他「7-11」的作息規律延續至今，只要泡在實驗室，他不敢浪費任何一點時間。作為薛其坤的學生，清華大學物理系副教授馮硝回憶，薛老師有次「突擊」實驗室，發現有學生沒有盯著數據採集，而是在上網閒逛，深感痛心。
馮硝：薛老師給我們打過比方，實驗室裡面無論是掃描隧道顯微鏡，還是一些輸運測量設備，都需要一個極低溫的環境，這個環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，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驗條件，他會非常痛心。
在薛其坤眼裏，這個世界一流的實驗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。
「我們確實把實驗室的儀器用到了我們這個團隊能力的極限，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驗室的支持?！寡ζ淅ふf道。
4年時間裏，團隊前後製備了1000多個樣品，經歷了無數次的失敗。但薛其坤並不認為這叫失敗。
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，這也算是科學上的一種貢獻，這樣的失敗實際上是一次成功。
科學攻關獲國際認可
量子反?；魻栃悄蹜B物理中的一個重要量子效應。長期以來，使其「現身」並實現實驗觀測的難度極大，是無數研究者奮力追尋而不得的科學目標。
2009年起，薛其坤聯合來自清華大學物理系、中國科學院物理研究所、美國史丹福大學等多個研究組，從拓撲絕緣體研究方向嘗試攀登這座科學高峰。2012年底，在克服一道道難關後，薛其坤和團隊首次在實驗中成功獨立觀測到量子反常霍爾效應。這一成績被視為全球基礎研究領域的重要科學發現，是世界物理學界最為重要的實驗進展之一，為後續國際凝聚態物理研究引領了新的方向。2013年5月，該成果在美國《科學》雜誌發表。審稿人予以高度評價，稱之為「凝聚態物理界一項里程碑式的工作」。
量子反?；魻栃膶嶒灠l現的最終測量樣品和數據（南科大供圖）
據了解，在應用領域，量子反常霍爾效應及其無耗散邊緣態，將可能在未來被用於發展新一代的低能耗電子學器件，解決一系列瓶頸問題。
近日，薛其坤在清華大學接受記者採訪時表示，在推動量子科技和量子信息技術發展、引領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展充滿信心」。
帶領團隊挑戰更多難題
過去十年，薛其坤和研究團隊對拓撲量子物理的探索從未停止。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展。據悉，未來，團隊將推動實驗成果進入應用領域作為目標，力求助力國家信息技術革新。
在南科大的界面物理實驗室，薛其坤正在解答學生提出的研究難題。採訪中，薛其坤向記者透露，接下來的研究計劃有兩個方向，其一是繼續將拓撲絕緣體及量子反常霍爾效應研究推向一個新的高度?！竿苿恿孔臃闯；魻栃挠^察從極低溫度向更高溫度邁進，在液氮溫區實現量子反?；魻栃?。」薛其坤說，「在基於量子反?；魻栃屯負浣^緣體的研究中，我們會看到包括拓撲超導等一系列新奇的物理現象?；洞?，我們能在室溫的環境、室溫的條件下，製造出新電子器件，從而將這一重大科學發現應用於實際。」
薛其坤指導學生做實驗（圖源：央視新聞）
團隊另一個研究方向是對高溫超導機理的研究。
幾十年來，超導和高溫超導領域受到數代物理學家的持續關注。2012年，薛其坤帶領清華大學物理系研究團隊發現了單層鐵硒與鈦酸鍶襯底結合而衍生出的界面高溫超導。這一發現挑戰了主流共識。
「未來，我們計劃做的是，對高溫超導機理的研究，從而更新凝聚態物理基礎理論，尋找新的高溫超導材料。為此，我們在南科大搭建了新平臺，組建了新團隊，成員也正在進行方案設計、儀器打造、平臺建設等方面的攻關。我們希望發揮清華大學和南科大兩所學校團隊攻堅的力量，爭取早日做出重要的成果。屆時，不僅能產生世界級的科學技術，還能對經濟發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這兩個領域的基礎與應用研究，中國已在國際上佔有重要一席之地。談及量子科技未來發展，他指出，以量子計算為核心代表的量子信息科學，將有可能爆發一次革命，「這次革命不一定比現在我們正在發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家在內的全世界科學家，提供了一個新的具有劃時代意義的研究領域。
鼓勵青年追求科學探究奧秘
近年來，薛其坤已獲國家自然科學一等獎1項，獲國家自然科學二等獎2項，獲第三世界科學院物理獎、陳嘉庚科學獎、求是傑出科學家獎、何梁何利科學與技術成就獎、未來科學大獎－物質科學獎、（首屆）全國創新爭先獎章、菲列茲·倫敦紀念獎等獎勵。
面對眾多含金量極高的榮譽，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力的持續壯大和基礎科學研究的長期深厚積累。因此，這些榮譽屬於團隊當中的每一位研究者，更屬於國家?！寡ζ淅孕?，我國會有越來越多引領國際發展的科學發現和成果湧現。他表示，自己將帶領南方科技大學、清華大學團隊繼續在拓撲量子物理、高溫超導領域深入開拓，挑戰世界性科學難題，推動中國基礎科學研究朝世界前沿不斷邁進。
薛其坤工作照（圖源：央視新聞）
「探索科學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、探究奧秘的理念，學好知識，為人類科學進步作出貢獻。」薛其坤說。
科學探索永無止境。他認為，加強基礎領域及應用領域的探索，不僅會提高高校研究水平，人才培養質量，其成果也會惠及到企業和工業技術轉化上，推動深圳高科技企業發展，推動更多原創技術的實現，讓高質量發展為國家作出貢獻。（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、深圳特區報）
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