薛其坤：从一到无穷大

卞文志

2023年10月24日，美国物理学会宣布，中国科学院院士、清华大学教授、南方科技大学校长薛其坤获得本年度的巴克利奖。巴克利奖被公认是国际凝聚态物理领域的最高奖，这也是该奖项授奖70年来首次颁发给中国籍物理学家。能够凭借拓扑绝緣体研究和在拓扑绝缘体中发现量子反常霍尔效应的创新突破荣获该奖项，薛其坤表示：“这得益于改革开放以来国家科技实力的持续壮大和基础科学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。”

逆境中开出灿烂的花

作为中国物理界的一名传奇人物，薛其坤早已是荣誉等身。1999年，他入选中国科学院百人计划；2005年，他当选中国科学院院士；2012年底，他和研究团队成功在实验上观测到量子反常霍尔效应，成为“世界首次”，该成果于2013年在美国《科学》杂志发表，被审稿人称为“凝聚态物理界一项里程碑式的工作”；2014年，他获得“求是杰出科学家奖”；2016年，他获得首届未来科学大奖“物质科学奖”；2020年，他获得菲列兹·伦敦奖，也是自该奖项设立以来中国第一个、亚洲第二个获得此项荣誉的科学家……光辉履历的背后，鲜有人知道，薛其坤还有一段考研3次、读博7年的“黑暗”往事。每每提起这些，他也常会感叹“连自己也没有想过”会作出让全世界瞩目的成就。

薛其坤1962年出生于山东省临沂市蒙阴县高都镇西峪村，靠着努力学习走出大山，考上了山东大学。本科毕业后，他报考中国科学院的研究生，没想到一考就是3年。第一次考研，高等数学只考了39分。第二次考研，物理只考了39分。考研屡战屡败，但薛其坤没有被挫折打倒，反而激发出斗志屡败屡战，终于在第三次考研中如愿考进中国科学院物理研究所。让人没想到的是，他后来读博士又花了7年时间。读博期间，他被导师送到日本东北大学进修。日本的导师要求非常严格。那时候，薛其坤一周工作6天，不管刮风下雨，早上7点就要准时到达实验室，一直干到晚上11点。起初，这种巨大的工作量让他十分痛苦，但逆境中开出了灿烂的花，他慢慢习惯并喜欢上了这种作息时间，并坚持了20多年。后来，薛其坤还把这个作息习惯带到了清华大学物理系，也让他在清华大学有了一个比“院士”还要被人熟知的名号——“7-11教授”。

“薛老师给我印象最深的是他不怕困难，困难越大他越较真。”量子反常霍尔效应团队成员何珂一语中的，道出了薛其坤一步步从平凡走向卓越的秘诀。用薛其坤的话说，最重要的是信念。他说：“每个人都要有一种正确的、坚定的信念，这是人生中非常重要的一点。这一信念可以是追求人生的目标和美好的生活，也可以是报效祖国、推动人类的进步。有了信念，不论碰到多大的困难和挫折，要面对什么样的考验，都会因为坚定的信念而能去克服它。”

巅峰上扬起中国的旗

薛其坤的励志人生可以用6个字来形容，那就是“从一到无穷大”。2019年清华大学招生宣传片的名字就叫《从一到无穷大》，片中的主角正是时任清华大学副校长的薛其坤。作为家里乃至村里的第一个大学生，大器晚成的他比其他人更明白从无到有的艰难。大部分时间，没人能给你建议，犯错的概率高了，容错的资本却少了，选什么专业、找什么工作、要成为怎样的人，一切都要自己去摸索、去挑战、去征服，也正因此未来才有无限可能。从一到无穷大，每个“一”都应该成为自己的骄傲，都潜藏着无穷潜力、无尽未来。你无法想象这个“一”对每个家庭、对国家将会带来多大的改变。正如中央广播电视总台《朗读者》节目所描述的：“当薛其坤三战考研的时候，他没想到自己能在41岁时成为中国科学院最年轻的院士之一；当薛其坤花了7年才拿下博士文凭的时候，他也没有想过有一天会出任清华大学的副校长。在科研领域取得诸多成就的薛其坤，被看作‘天才，而在这背后，正是多年来脚踏实地地砥砺前行，最终获得厚积薄发的成就。”

在物理界，长期以来，使量子反常霍尔效应“现身”并实现实验观测难度极大，是无数研究者奋力追寻而不得的科学目标。从2009年起，薛其坤联合来自清华大学物理系、中国科学院物理研究所、美国斯坦福大学的多个研究组组成攻关团队，一起从拓扑绝缘体研究方向尝试攀登这座科学高峰。搞物理科研没有一蹴而就的成功，1次成功背后可能是999次失败后又推翻重来，薛其坤的团队也不例外。他们实验的样品是用原子一层一层铺上去的，5纳米的厚度相当于头发丝的10万分之一，每制备一个都非常不易。薛其坤团队曾用4年时间先后制备了1000多个这样的样品。实验，失败；改进，创新；又失败，再改进、再创新。他们在研究中反反复复尝试，可谓绞尽脑汁。

2012年底，在闯过了一道又一道难关后，薛其坤团队终于成功地在实验上观测到了量子反常霍尔效应，成为“世界首次”。该成果公开发表后，引起国际学术界的震动。这意味着中国基础科学研究取得了重大进步，也意味着中国科学家作出的具有重大突破意义的研究成果攀上了又一座科研高峰，在世界科研发展的“第一梯队”大放异彩。著名物理学家杨振宁称这一研究成果为“诺贝尔奖级的物理学论文”。杨振宁认为，这一成果有望推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展，将会加速推进信息技术革命的进程。如果这项成果能投入应用，能做出低能耗晶体管和电子元器件，那么超级计算机将有可能成为iPad大小的掌上笔记本，手机和电脑的内存也许会超过目前最先进产品的上千倍，可以几个月不充电，且使用中不会发热，不会速度变慢。

当人们还沉浸在巴克利奖带来的荣耀中时，薛其坤已经把目光望向了另一座科研高峰——高温超导。在过去的100多年里，超导领域先后有5次、七八位科学家获得过诺贝尔物理学奖。薛其坤知道，谁先找到在常温常压下实现超导的材质与方法，谁就将带领人类开启一个新的文明纪元，对我们的民族复兴、国家富强有着非比寻常的意义，所以他一直矢志不渝朝着这个方向努力。他更深知：“真正要把一个重要的科学问题解决掉，就必须要做好长期努力奋斗的准备。”