薛其坤,这是一个无论在国内还是国际科学界,都叫得响亮的名字。国家自然科学奖一等奖、菲列兹·伦敦奖、未来科学大奖、巴克利奖；35岁当教授,42岁成为中国科学院最年轻的院士之一,50岁攻克量子世界难题……亮眼的履历在6月24日又增加了一项,61岁获得国家最高科学技术奖,成为国家最高科学技术奖史上最年轻的获奖者。
“皮实”山东人
沂蒙山走出的孩子
性格乐观坚强,态度积极向上
笑脸盈盈、热情谦逊、质朴的山东口音……这是薛其坤给人的第一印象。1962年,薛其坤出生于山东省临沂市蒙阴县,他靠着努力与坚持学习知识走出大山,考上了山东大学。1984年毕业后进入曲阜师范大学物理系任教,他一边工作一边考研,最终考入中国科学院物理所。在接受媒体采访时,他曾自喻为“一艘从沂蒙山区驶出的小船”,并多次提到了山东人的特质与性格对他科研路的帮助。
“我从小就造就了咱们沂蒙山区人民那种比较‘皮实’、比较坚强的性格和人生态度,使我一路走来没有被打(趴)下,很顺利地越过了一个个的小坎,走到了今天。”薛其坤表示。
2016年,薛其坤在接受山东台《五洲四海山东人》节目采访时就曾表示,“本科在山东大学读书的时候,在这个学校的这样一个非常好的氛围下,(我)对人生养成了一种积极向上的态度,这也是山东人一种比较朴实乐观的特质。”
“我可以说是个孝子,这是咱们山东人比较讲究的一点。只要有机会,我还是尽量回蒙阴看看我父母,他们还生活在蒙阴。”薛其坤告诉记者。
坎坷科研路
考研3次、读博7年
曾被认为“不是做科研的料”
如果只看获奖履历,很多人会以为薛其坤院士的科研之路顺风顺水。然而,在2000年之前,他曾在学术之路上屡屡受挫,甚至被认为“不是做科研的料”。
2019年4月8日,薛其坤院士做客山东大学首期育贤校友讲坛时分享了他“三次考研”的经历。“1984年大学毕业以后,第一次考研失败,高等数学只考了39分,被分配到曲阜师范大学物理系教书；1986年再次考研,再次失败,大学物理只得了39分；1987年,毕业三年以后第三次考研,终于实现了研究生的理想。”1987年,25岁的薛其坤考入中国科学院物理所,终于迈出了科研生涯的第一步。
然而,考验并未就此止步。别人5年就能读完的博士研究生,薛其坤整整读了7年。读博期间,薛其坤在日本东北大学金属材料研究所学习交流,因为一不小心弄坏了实验室的仪器,还被日方导师“善意”劝退。
薛其坤说,因为英语不好,在日本学习之初,他过得尤为艰难。学校实验室里的仪器要比国内的精密得多,因为刚接触,又听不懂导师说什么,常常做错事。“有时候老师要使用仪器,让我给他递扳手,我递成钳子；让我给他递十字花螺丝刀,我只听得懂螺丝刀,就拿平头的给他。老师会气得把工具一摔走掉。”在这种情况下,薛其坤告诉自己一定要坚持,“起码不能给中国留学生丢人,一定要坚持”。
抱着要做出成绩的信念,薛其坤不仅不说苦,更分外珍惜每分每秒吃苦的机会,终于在化合物半导体砷化镓和氮化镓的一些基本规律方面做出了世界领先的科研突破。这是日本东北大学近三十年里最重要的成果,也让薛其坤的科研之路更加清晰。
“我从来不认为自己是有天分的,但在前进的过程中,我学会了科研的手段、科研的技能。至于能不能做成科学,会随着我不断地学习、不断地追求、不断地设立目标而实现。”薛其坤认为,科学家中有一些是真正的天才,但有些人不一定是天才,却能通过后天的努力,通过自己用到的实验工具,加上自己学习能力和判断能力的不断提高,有可能做出重要的科学发现。
“7-11”院士
不分昼夜地工作
要对得起国家和百姓的支持
薛其坤有个外号,叫“7-11”院士。熟悉他的人都知道,早上7点进实验室,一直干到晚上11点离开。他的“7-11”作息规律延续至今,只要泡在实验室,他不敢浪费任何一点时间。
“7-11”的养成源自薛其坤读博期间在日本学习时接受的“魔鬼训练”。1992年,到日本东北大学金属材料研究所报到的第一天,薛其坤就拿到了一份实验室内部规则,除了一些注意事项,上面还明确规定了作息时间:早7点,晚11点,全员遵守,不得违反。
从2009年起,薛其坤院士就带领其团队开始向量子反应霍尔效应的实验发起冲击。就像当年在日本留学期间一样,薛其坤院士始终保持每天早上7点到实验室,晚上11点才离开的工作习惯,所以很多同事也因此称呼他为“7-11”院士。在钻研科研的这几十年间,薛其坤不睡觉的时候几乎都是在工作,有的时候一天只有两个小时左右的休息时间。
在薛其坤眼里,这个世界一流的实验室里,每台昂贵的仪器都是来自国家的支持,也是老百姓的支持,他要对得起这份支持。“我们确实把实验室的仪器用到了团队能力的极限,一定要非常努力地工作,不分昼夜地工作,争取不枉花国家一分钱,对得起国家对这个实验室的支持。”
为了提升扫描隧道显微镜的观测效果,他曾亲手制作一千多个扫描探针针尖；为了赶实验进度,他曾深夜出差回来就直接赶往实验室。
量子追梦人
成功发现量子反常霍尔效应
震惊全球物理界
量子科技是新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。量子反常霍尔效应,被认为是量子霍尔效应家族最后一个重要成员,是探索更多量子奥秘的重要窗口,同时推动新一代低能耗电子学器件领域的发展。
在实验中观测到量子反常霍尔效应是多国科学家竞逐的目标。然而,量子反常霍尔效应观测难度极大,自1988年被理论预言之后的20多年里,国际物理学界没有任何实质性实验进展。
“做基础研究,要把握世界科学前沿的主流发展方向。当重大科研机遇出现时,我们一定要抓住,力争取得引领性的原创成果,助力国家科技水平不断提升。”对薛其坤而言,量子反常霍尔效应就是这样一个重大科研机遇。
“谁率先取得突破,谁就将在后续的研究和应用中占得先机!”薛其坤带领团队分秒必争,历经4年时间,先后制备测量1000多个样品,经历了无数次的失败。终于在2012年底,他们在实验中观测到量子反常霍尔效应。
世界首次!该成果于2013年3月在美国《科学》杂志发表,审稿人予以高度评价,称之为“凝聚态物理界一项里程碑式的工作”。这一中国科学家在实验上独立观测到的重要物理现象,被视为全球基础研究领域的重要科学发现,是世界物理学界最为重要的实验进展之一,为后续国际凝聚态物理研究引领了新的方向。
诺贝尔奖获得者杨振宁说:“这是从中国实验室里,第一次发表出了诺贝尔奖级的物理学论文!”
薛其坤和团队抓住的另一个重大科学机遇是高温超导。超导是一个典型的宏观量子现象,因巨大的应用潜力而备受关注。寻找更多高温超导材料是科学界孜孜以求的目标。
经过多年努力,2012年,薛其坤和团队首次发现了界面增强的高温超导电性,这是1986年铜氧化物高温超导体被发现以来,常压下超导转变温度最高的超导体,同时也为探究高温超导机理开辟了全新途径。
发现量子反常霍尔效应和异质结界面高温超导电性后,荣誉和奖项接踵而至。薛其坤淡淡一笑说:“成果的取得,得益于我国科技实力的持续壮大和基础研究的长期深厚积累。荣誉属于团队中的每一位研究者,更属于国家。”
如今,薛其坤仍奋战在科研第一线,带领团队为解决高温超导机理、高温量子反常霍尔效应和拓扑量子物态的应用、拓扑量子计算的实现等前沿科学问题持续攻关。
“遨游在世界科学的海洋,我始终是一艘从沂蒙山区驶出的小船。”他乡音未改,初心依旧。
综合新华社、央视新闻、清华新闻网、山东大学微信公众号、中国教育报等
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