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薛其坤:凝聚态物理领域的追梦人

科普平罗
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2023年度国家最高科学技术奖6月24日在京揭晓,李德仁院士、薛其坤院士获得中国科技界崇高荣誉。

薛其坤,中国科学院院士、清华大学教授、南方科技大学校长,著名物理学家,长期从事超薄膜材料的制备、表征及其物理性能研究。2016年,薛其坤获得首届未来科学大奖,2018年获得国家自然科学奖一等奖,2020年获得菲列兹·伦敦奖,2024年获得巴克利奖。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。

‘皮实’性格使我一路走到今天”

41岁成为中国科学院院士;49岁发现界面增强的高温超导电性;50岁发现量子反常霍尔效应;52岁获2016年度“科技创新人物”称号;53岁获得首届“未来科学大奖”;60岁成为获得巴克利奖的首位中国籍物理学家……令人瞩目的成就之下,薛其坤的科研道路粗看平顺,细看却充满挫折。考研时,他“三战”才终于考上中国科学院物理研究所;攻读博士学位,他用了7年时间。1992年,作为中日联合培养的学生,薛其坤只身远赴日本东北大学金属研究所学习。虽然面临着莫大的挑战,但他也由此迎来人生的转变。语言不通、学习倍加困难、工作强度极大,甚至看不到研究取得进展的希望,薛其坤却硬是坚持了下来。凭借扎实的功底和超常的毅力,他取得了所在的樱井利夫实验室30年来最大的科研成果。薛其坤说,沂蒙山区人“皮实”,艰苦的环境造就了他坚强的性格、积极的人生态度,才能一路走来,没有被困难打倒。凭借这种“皮实”、不怕困难、不服输的精神,他带领研究团队继续前行,迎接一个个新的困难和挑战。2008年,他开始带领团队研究“量子反常霍尔效应”。1500多个日日夜夜,他们不断尝试,不断失败。1000个样品反复测量,一次次不顺利、调整,再测量……2013年,薛其坤团队终于实现了“量子反常霍尔效应”。论文发表在美国《科学》杂志上,引起世界物理学领域的轰动。著名物理学家杨振宁激动不已,评价说:“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!”

“成才路上,勤奋排在聪明前面”“我自己属于非常勤奋的,在我创造力最好的阶段,我从来没休息过一个假期,一天工作十五六个小时,没有周末,也不过节。”薛其坤认为,成才路上,勤奋排在聪明前面。薛其坤有个外号,叫**“7-11院士”,即早上7点进实验室,一直干到晚上11点离开,这是他在日本留学时期养成了习惯。这样的作息,他坚持了20年,每年工作超330天。“薛教授是我见过的最勤奋的人,没有之一。”中国科学院院士、清华大学物理系主任段文晖笑称。在薛其坤看来,所谓的“聪明”其实就是智力的体现,天生的因素非常大。但大部分成为科学家的人才都是通过自己勤奋学习,从基础知识开始一步一个脚印,练就好的技能本领。“我认识的科学家大部分都是非常勤奋的,对大多数人来讲,要成为一个优秀的人才,勤奋是基本的要求。”薛其坤说,“可以说我取得今天的成就,是三分天分、七分努力。”**勤能补拙,薛其坤凭着勤奋补齐了语言的短板,也为自己打开了更广阔的物理世界。读研期间,薛其坤被邀请在物理学规模最大的美国物理学会年会上作报告。为了克服语言问题,他把20分钟的报告中要讲的每个英语单词、每句话都写下来,模拟练习了80多遍。最终,不仅演讲内容能脱口而出,对时间的把握也到了出神入化的程度,基本上能精确到提前5秒钟结束。当听到掌声与赞扬时,薛其坤觉得“像夏天渴时喝了冰水一样,很舒服”。那是一个转折点。

“科研要扎扎实实做到极致”

在薛其坤看来,科学研究需要长期扎扎实实地在每一步的攻关之中做到极致,这是开展高质量科学工作必须要具备的精神。在一次公开演讲中,薛其坤也提到,在科研中,精益求精、追求极致,是熟练掌握和发展研究工具和方法的诀窍,是提高研究创新能力的有效途径。追求极致,也成为他对自己、学生和团队的要求。“往往一个同样的实验做若干次,你才能把这个实验最终的结果确定下来,就是实验要做到极致。”“我培养学生强调两点:一是在科学研究中学会合作,学会为人处世;二是要把对实验技术的掌握做到极致,这是基本功。” 薛其坤说。

写报告时不能有一个标点符号错误;要把烧杯洗到自己认为最干净的程度;大型物理实验仪器要闭着眼都能操作无误……在实验技术与科研训练中,他对学生的要求到了近乎苛刻的地步。

在他的言传身教下,他的学生个个都追求极致,许多学生成了国内高校的教授。

薛其坤曾谦逊地自比为“一艘从沂蒙山区驶出的小船”。如今,这艘“小船”驶向了世界的大海,薛其坤也成为了“掌舵人”。他把握着团队年轻人的科研方向,以防走偏;作为南方科技大学校长,还要分管行政工作;同时,他也仍在用追求极致的态度征服新的世界难题。