薛其坤在实验室操作仪器。 薛其坤在清华大学物理系办公。 薛其坤与研究团队学生交流。
新华社发

    巴克利奖，国际凝聚态物理领域的最高奖。

    前不久，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2023年度的巴克利奖，成为该奖自1953年授奖以来首位中国籍获奖者。

    国家自然科学奖一等奖、菲列兹·伦敦奖、未来科学大奖；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……然而，与光辉履历相比，薛其坤的人生和科研之路并不顺遂。

 

    “科学就是科学，来不得半点儿马虎，人才的培养也要循序渐进，不能有丝毫的跃进。 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。”

    1 皮实的“7-11”院士

    “皮实啊！”薛其坤用带有浓重山东口音的普通话这样形容自己。

    他说，沂蒙山里出来的孩子，不怕挫折。

    这个来自山东省临沂市蒙阴县的山村少年，上小学时，便在心中种下当科学家的种子。从课本上，他知道了牛顿、爱因斯坦，并认识到成为一名科学家能给社会带来巨大的福祉，他渴望走出山区，学到更多的本领。

    梦想的起步很顺利，高考物理满分100分，他考了99分，被山东大学光学系激光专业成功录取。但考研究生的挫折及随后读博的打击让他“始料未及”。

    薛其坤曾在多个场合提及他的考研经历。大学毕业，第一次考研究生，高等数学39分，惜败。毕业后，他到曲阜师范大学教书，再次考研，再次败北。直到1987年，他才终于考上研究生，进入中国科学院大学物理研究所凝聚态物理专业学习。

    “皮实”的性格，不仅让薛其坤有强大的抗打击能力，也让他经受住科研路上的挑战。

    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。

    导师樱井利夫的实验室号称“7-11实验室”，要求非常严格：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。薛其坤几乎听不懂导师的指令，当导师和同学们一起做实验的时候，他连碰都不敢碰，只能怔怔地看着。不少去日本学习的同学受不了煎熬“逃”了回去，身心俱疲的薛其坤到了崩溃的边缘。他坦言，这是个人成长中最难的一段时间，“一年中有七八个月想回家”。

    有一次，薛其坤和刚上学的儿子通电话。儿子说：“爸爸，我给你背段刚学的课文吧：‘我是中国人，我爱自己的祖国……’”稚子之声，让背井离乡的薛其坤心潮澎湃，一团爱国的热火在心中熊熊燃烧。他决心要克服困难，坚持下去。

    薛其坤每天第一个到实验室，最后一个离开。一年半后，他取得了一项重要的科研突破，这是日本东北大学近三十年来最重要的成果。薛其坤终于感觉到，自己这个山东农村放牛娃脑海里朦朦胧胧的梦想，开始变得有一点儿真切了。他也开始体会到做科学研究的美妙，日常靠抽烟提神的他，采到精彩数据的时候，才恍然发现，“三个小时没吸烟了”。

    薛其坤开始在国际物理界崭露头角。

    1996年，薛其坤被邀请在美国物理学会年会上作报告，糟糕的英语口语让他不知所措。为了保证万无一失，他把要讲的每个英语单词、每句话都写下来，模拟练习了80多遍。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”。

    博士毕业后，他跟随导师樱井利夫留在日本东北大学金属研究所工作。但国外的正式职位并没有让他安心，“我始终无法踏实下来，即使去买家具，也不愿意买太好的”。他始终惦念着回来报效祖国。

    终于，在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。

    凭借超强的吃苦能力和扎实的研究能力，短短几年，“皮实”的薛其坤就获得了包括中国青年科技奖、国家自然科学奖二等奖、中科院杰出科技成就奖在内的一批颇具分量的荣誉。2005年，薛其坤到清华大学物理系工作，11月当选中国科学院院士。其时，他刚过不惑之年，是那一批当选院士中最年轻的一位。

    回国多年，无论在中科院还是在清华，薛其坤始终保持着“7-11”作息，被师生戏称“7-11”院士。清华大学物理系前系主任朱邦芬院士回忆，“我曾与其坤一起出差，晚上12点回到北京，他仍坚持要去实验室再看看”。

    “可以说我只要不睡觉的时候，都在工作。”薛其坤笑着说。

    2 攀登最陡峭的科研山峰

    对山里的孩子而言，爬山几乎是一种本能。而在攀登科学高峰的路上，薛其坤选择了最陡峭的山峰。多位了解薛其坤的师生对记者说，他身上有着超乎常人的挑战精神，困难越大越较真。

    “量子反常霍尔效应”，这是一个基于全新物理原理的科学效应，被称为物理学研究皇冠上的“明珠”。

    什么是量子反常霍尔效应？采访前，我们临时抱佛脚，看了很多量子反常霍尔效应的资料，仍是一头雾水。没想到薛其坤院士不绕弯子，几句话就点明白了。

    “如果把电子比作人，计算机芯片里的电子运动是无规律的，就像人行走在乱糟糟的农贸市场，总会走弯路、碰到人，就会发热，效率不高。而量子霍尔效应就是一条高速路，电子可以分车道分方向前进。遗憾的是，量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，且成本昂贵，这一缺点阻碍了其在现实生活中的应用。”薛其坤说，量子反常霍尔效应不同于量子霍尔效应，它不依赖于强磁场而由材料本身的自发磁化产生，因此在应用方面比此前发现的量子霍尔效应要方便得多。自1998年开始，就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上都没有取得任何进展。全世界顶尖的研究组都想攻克这个难题。

    2008年，华裔物理学家张首晟提出了在磁性拓扑绝缘体中实验量子反常霍尔效应的方向。但要找到合适的材料，充满巨大挑战，能否在这种材料中观测到量子反常霍尔效应，何时能观测到，谁也不知道，这是一项很可能终其一生都无法完成的项目。

    但是，薛其坤义无反顾地选择了去攀登这座山峰。

    薛其坤的团队用来实验的样品，是用原子一层一层铺上去的。5纳米的厚度，相当于头发丝的十万分之一，每制备一个都非常不易。4年的时间，他们前后制备了1000多个样品，经历了无数次的失败。每次失败后，薛其坤再次带领团队改进样品、创新方法；又失败了，再改进、再创新。

    2012年10月的一个晚上，薛其坤收到了学生的短信：“薛老师，量子反常霍尔效应出来了，等待详细测量。”他压抑住心脏的狂跳，立马打电话过去再三确认情况。随后，他迅速返回实验室，立即组织团队成员，设计出几套方案，部署下一步实验。严谨的科学精神告诉他们，一次的结果并不能说明问题，需要用不同的样品多次重复实验。

    经过两个月的集中测试和不断钻研，薛其坤团队终于测试出了完美的实验数据。薛其坤回忆，得出最终数据的那天，他带了两瓶香槟，和团队成员一起庆祝这见证“奇迹的时刻”。这一成果在美国《科学》杂志上发表，并在国际物理学界产生重要影响。

    高温超导机理则是薛其坤团队想要攻克的另一个难题。2012年，薛其坤带领清华大学物理系研究团队发现了单层铁硒与钛酸锶衬底结合而产生出的界面高温超导。这一发现挑战了主流共识。

    “当时确实有一些质疑的声音，而且我们团队不是做高温超导的，没有这方面基础，别人对我们的资历也有些质疑，发论文都很难，有时候跟审稿人要‘斗争’好几年。”薛其坤回忆，“好在，大家都坚持下来了。”

    在清华大学物理系副主任、量子反常霍尔效应团队成员何珂眼中，薛其坤有着对科学本真的热爱以及报效祖国的强烈信念：“薛老师总是鼓励我们要去思考一些大问题，走在科学探究的前沿，考虑哪些问题能引领一个新方向。”

    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，获奖无数。

    2016年，薛其坤获得首届未来科学大奖；2018年，他获得国家自然科学奖一等奖；2020年，获得菲列兹·伦敦奖；2023年，获得巴克利奖……

    盛名之下，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。