为科学报国致力于探秘量子世界

2024年6月24日， 2023年度国家最高科学技术奖在北京揭晓，薛其坤院士获得中国科技界崇高荣誉。薛其坤是凝聚态物理领域著名科学家，取得多项引领性的重要科学突破。他率领团队首次实验观测到量子反常霍尔效应，在国际上产生重大学术影响；在异质结体系中发现界面增强的高温超导电性，开启了国际高温超导领域的全新研究方向。他用一个个重量级科学发现，助力我国量子科学研究跻身世界第一梯队。

沂蒙山里出来的孩子，不怕挫折

薛其坤院士1963年12月生于山东省临沂市蒙阴县高都镇西峪村。薛其坤的家乡蒙阴，有科学求索的传统。蒙阴是我国东汉杰出的天文学家和数学家刘洪的故乡，刘洪发明了珠算，还提出了月球运动不均匀性理论，被后世尊为“算圣”。薛其坤的出生地高都镇西峪村，只有村民476人，却先后培养出1名院士、7名博士、14名硕士和30多名本科人才。如今这个村建设有蒙阴县图书馆西峪分馆，1000多册藏书全天免费向村民开放；建成西峪青少年教育示范点，其中的知识改变命运展厅，重点介绍了薛其坤院士的经历。

“沂蒙山里出来的孩子，不怕挫折。”薛其坤是一个山村少年，在他上小学时，就埋下了当科学家的种子。通过读书学习，他知道了牛顿、爱因斯坦等科学家。他渴望走出山区，梦想着成为一名科学家给社会创造巨大财富。在蒙阴这座沂蒙山区闭塞的小县城，薛其坤高考时物理考了99分（满分100分），以优异的成绩被山东大学光学系激光专业成功录取，但大学毕业后，考研究生的挫折及随后读博的打击让他始料未及。

薛其坤

考研3次读博7年，薛其坤曾在多个场合提及他的考研经历。第一次考研究生，高等数学39分，惜败。后来，他到曲阜师范大学教书，再次考研，再次失败。直到1987年，他才终于考上研究生，进入中国科学院物理研究所凝聚态物理专业学习。这些挫折没有打倒这个来自沂蒙山区的孩子，反而让薛其坤拥有更强大的抗打击能力，也让他经受住了科研路上的挑战。硕士毕业后，薛其坤选择继续读博。恰好其导师陆华老师得到了一个与日本东北大学金属材料研究所联合培养的机会，这是日本最古老的大学附属研究所。在这里，薛其坤迎来了人生中最困难的时刻。

在日本东BH12fpnrK3VaL3+7dKR1rA==北大学金属材料研究所读博，一周工作6天，早上7点来实验室，晚上11点之前不许离开。薛其坤对那段岁月记忆犹新：“每天就是三件事，吃饭、睡觉、搞科研。有的时候困得坐在马桶上都能睡着。”除了体力和毅力上的考验，语言不通则是精神上的折磨，但薛其坤凭借扎实功底和超常付出，取得了“7-11实验室”30年来最大的科研成果。

从此之后，薛其坤开始在国际物理界崭露头角。36岁那年，机会来了。1998年，凭借出色的研究能力，在材料科学领域已颇有名气的他通过中国科学院“百人计划”回国，正式加入物理所工作。2005年当选为中国科学院院士。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。2012年底，在克服了一道又一道难关后，薛其坤和团队终于成功地在实验上观测到了量子反常霍尔效应，这一发现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。

因为量子反常霍尔效应这项重要的科学发现，薛其坤迎来了人生的高光时刻。2014年，荣获何梁何利科学与技术成就奖；2016年，荣获未来科学大奖物质科学奖；2020年，荣获菲列兹7il5Svw6y6jwJ2DKXGG1jA==·伦敦奖，成为首个获得这一荣誉的中国科学家；2023年，荣获巴克利奖，成为首位中国籍获奖者；2024年，荣获2023年度国家最高科学技术奖。薛其坤有着自己的坚持：作为科学家更应该追求对知识、对科学的崇拜，而不是奖项。“要挑战国际上的权威，做科研需要持批判的态度，坚定自己的方向，才能把工作继续往前推进。”薛其坤说。

在尖端科学领域逐梦，才会感到快乐

登山至峰者不忘其根，这正是薛其坤这位沂蒙赤子坚韧不拔的精神。他曾经不止一次说过：“作为一个从山村走出来的学子，无论走到哪个角落、取得何种成就，始终难忘西峪村的一草一木，是家乡的一方水土和尚学的传统赋予了我前行的力量。”这位山东籍院士，以其顽强的精神和卓越的科研成就，为国家的科技进步作出了重要贡献。

而在此之前，薛其坤院士获得国际凝聚态物理领域的最高奖巴克利奖，成为70年以来首位中国籍的获奖者。荣誉满身的薛其坤自称是“一艘从沂蒙山区驶出的小船”，他正在量子凝聚态物理领域远航。作为国内顶尖的物理学家，薛其坤始终没有放下科研梦想，目前他和团队还在攻克两个方向：一个是探索量子反常霍尔效应及其有关的量子态在拓扑量子计算等方面的应用，另一个是高温超导机理研究。身兼多职，薛其坤似乎从无疲惫之感，他认为自己只有在尖端科学领域逐梦，才会感到快乐和幸福。

在清华大学，薛其坤团队的实验室仿佛是一个科幻世界，复杂的管线连接着一台台实验仪器，组成一套超高真空互联系统。这个量子材料精密制备和调控平台，是探索量子世界的实验利器。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，我们一定要抓住机遇，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，破解一系列科学难题，终于在一次次的实验中观测到量子反常霍尔效应。这项成果在国际学术期刊《科学》发表后，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，而且是世界首次！”

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。而寻找更多高温超导材料也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、奖项接踵而至。薛其坤淡淡一笑：“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。

用更多的科研突破回报祖国，是最高的追求

薛其坤的科研之路充满了挑战与坚持。薛其坤说：“我从小就造就的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。我是个幸运儿，赶上了中国教育、科技包括人才发展的黄金时期，能赶上这样一个时代，还能到清华大学当老师，对我来讲是一个无穷的鼓励，所以碰到一点小困难，在我面前都是小意思。”

“一谈科研眼睛就放光”。在同事眼中，薛其坤“非常聪明”、“物理直觉非常好”。但他时常勉励年轻人，想在科学研究上取得成就，就要靠1%的天赋加99%的努力。薛其坤在带领团队开展科研攻关的同时，也十分注重人才培养。科学实验遇到瓶颈，他热情洋溢地给团队鼓劲打气，和团队一起寻找解决途径；各类学术交流中，他总能敏锐捕捉到有价值的研究方向，鼓励年轻人大胆探索。他对科研的激情深深感染着身边的人，鼓舞着青年人才。

在学生的眼中，薛其坤严慈相济、没有丝毫架子。培养学生的科学精神，他极其严厉、认真，对学生的要求到了近乎苛刻的地步：要把烧杯洗到自己以为最干净的程度；进组五六年之后，操作大型的物理实验仪器要像骑自己的自行车一样，闭着眼都能骑；写报告时，不能有一个标点符号的错误。薛其坤认为，物理实验的成功建立在扎实的基本功之上。“这有两个好处：一是有科研机会来的时候，你有足够的技术水平去争取它；二是在掌握大量实验数据的基础上，通过仔细分析数据，寻找规律，训练科学眼光。”如今，薛其坤的团队成员和学生中，已有1人当选中国科学院院士，30余人次入选国家级人才计划。“在量子基础研究领域，无论研究水平，还是人才质量，中国都达到了国际一流水平。”展望未来，薛其坤充满信心：“中国必将在全球新一轮信息技术革命中贡献重要力量。”

一路奋进，薛其坤始终把服务国家作为最高追求。作为中国改革开放以来在基础研究领域取得国际领先成就的科学家之一，薛其坤在凝聚态物理领域取得的突破性成果，对国际学术界产生了深远影响。这些成就不仅推动了我国在相关科技领域的进步，也为全球科学的发展作出了重要贡献。薛其坤坚信，中国会有越来越多引领国际发展的科学发现和成果涌现。