勇闯科研“无人区” 走好人生每一步

摄影：白杨 制图：林天羽

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当地时间10月24日，薛其坤成为巴克利奖设立70年来首位获奖的中国籍科学家。这是国际凝聚态物理领域的最高奖。

从山东蒙阴一个小山村一路走来，他对物理学的热爱是从什么时候开始的？薛其坤说：“想要揽瓷器活，必须有金刚钻”。他的“金刚钻”是怎么炼成的？他曾3次考研方获成功，他如何看待成功与失败？中青报·中青网记者近日专访了中国科学院院士、南方科技大学校长薛其坤。

勇闯“无人区”

巴克利奖以评选标准严格而著称，自1953年首次颁奖起，每年授奖一次，70年中有18名获奖者相继获得诺贝尔物理学奖。

此次，薛其坤团队凭借拓扑绝缘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获奖，展示了中国科学家在国际物理学领域的影响力和创新能力，中国科学家正在世界科学发展的“第一梯队”大放异彩。

2008年，拓扑绝缘体在理论上被提出来，但是“现实中、实验中会怎么样，谁也不知道，都是不确定的。”薛其坤告诉中青报·中青网记者，这是一个全新的科研方向，它让团队成员都感到好奇，会产生什么结果？随着实验推进也出现了非常大的挑战。“比如我们想测量比较大的霍尔电阻，一两年的时间内进展非常小，这时候到底还要不要坚持做下去？值不值得坚持下去？”薛其坤说。

在向量子反常霍尔效应的实验实现发起冲击之前，薛其坤长期从事薄膜生长动力学的系统研究。在他的指导下，科研团队仅用三四个月的时间就在国际上率先建立了拓扑绝缘体薄膜的分子束外延生长动力学，实现了对样品生长过程在原子水平上的精确控制，薄膜样品质量很快达到国际领先水平。

但是，要实现量子反常霍尔效应，材料还必须满足3个苛刻条件，就如同要求一个人同时具有短跑运动员的速度、篮球运动员的高度和体操运动员的灵巧，在实际的材料中，实现以上任何一点都具有相当大的难度。

“想要揽瓷器活，必须有金刚钻。”薛其坤说，“我们所用的‘金刚钻’包括两个部分，第一个是在原子尺度上控制薄膜材料的生长，这是一个非常重要的实验技术；第二个工具就是扫描隧道显微镜，它可以在原子尺度上理解材料的性质，“这两个‘金刚钻’结合在一起，就形成了一个更强大的‘金刚钻’，这保证了我们最后走向成功”。

薛其坤团队测量了超过1000个样品，一步步克服了重重障碍，勇闯量子反常霍尔效应的“无人区”。经过4年努力，2012年年底，他们终于在实验室观测到不需要外加磁场的量子反常霍尔效应。2013年3月，这项研究成果正式在国际学术期刊《科学》上发表。该发现被国际多个实验室重复确认，被2016年诺贝尔物理学奖得主霍尔丹列为拓扑量子物质领域近20年最重要的实验发现。

走好每一步

“我高考的时候物理就差了一分满分，给了我一个极大的鼓励，可能就是从那时开始埋下了今后从事物理研究的种子。”薛其坤认为对自己高中时代影响最大的人，“其实是数学家陈景润。当时媒体上有很多关于他的报道，我感到去探索科学的奥妙是一个可以追逐的人生目标”。

后来，他40岁出头成为中国科学院最年轻的院士之一，50岁发现困扰世界科学界百余年的量子反常霍尔效应，51岁成为清华大学副校长……头顶这些“光环”的薛其坤觉得自己“应该说有一些天分，但也不是有超人的天分”。

他经历过3次考研，“从研究生阶段开始，我变得非常努力，可以说取得今天的成就，是三分天分、七分努力”。薛其坤说：“在我研究生阶段，中国导师给了我遵守规矩、严格遵循科学研究规则方面的影响；在日本留学期间，日本导师给了我如何适应非常艰苦的长时间工作、勤奋努力的教育；在美国留学期间，美国导师给了我怎么能甄别一些比较重要的科学问题这样的影响。”

薛其坤坦言，当时的自己并没有非常明确的目标，只是朝一个方向去努力，“起码做一个合格的研究生，能较顺利拿到博士学位，在满足基本生活条件的情况下，能做一些自己喜欢做的事。我想的更多的是走好每一步，可以说是通过把每一步、每一个阶段都走好的这样一种状态走到今天的”。

国家出台的很多人才政策是促使薛其坤和当时的一大批留学生回国的重要原因。他1997年获得国家杰出青年科学基金，1998年入选中国科学院百人计划，回国到中国科学院物理研究所工作，“国家对人才的重视落实到这些非常具体的举措上，对我能走到今天起到了非常大的作用”。

练好“基本功”

基础科学研究不容易出成果，要扛得住科研的艰辛和“冷板凳”的寂寞。在几十年的科研攻关过程中，薛其坤一直保持“早上7点到实验室，晚上11点才离开”的工作习惯。

成为南方科技大学校长后，教育管理工作占据了他白天大部分时间，薛其坤便利用晚上思考和进行科研工作。他也在培养更优秀的年轻学术带头人，自己在战略上、大的方向上做好把握，“这是到了我这个年龄阶段必须要考虑的”。

除了带科研团队的年轻人之外，南方科技大学的书院制让薛其坤成为一批本科生的生活导师，这是一种互选的制度，一些有志于从事科研的本科生从大一入学起就可以和自己心中的大科学家深度交流。

“要成为一个武林高手，必须练好基本功。”薛其坤强调，人才培养中一个重要的方面就是动手能力的培养。他举例说，南方科技大学大部分本科生在校期间都要进行学术训练，他们会加入实验室，像研究生一样做一些科学研究，提前培养他们的研究能力和动手能力，“必须依靠优秀的专业教师把学生的基础打牢。”

对于一些优秀学生更愿意选择应用型学科的现状，薛其坤表示，“社会环境发生了很大变化，我们年轻时条件还比较艰苦，而现在除了经济条件的变好外，由于互联网的发达，信息流通非常快，因此年轻人在对自己的未来职业选择上也会有更多考虑，会更理性和实际，这些都是可以理解的”。

薛其坤说，由于基础研究的重要性，即使并不能马上出成果，也应该倡导一种热爱科学崇尚科学的社会氛围。既要尊重年轻人的选择，也要从待遇等各方面创造条件，提供更多的机会，让更多年轻人有志于从事基础科学研究。

中青报·中青网记者 刘芳 王聪聪 来源：中国青年报