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南方科技大學校長薛其坤:勇闖科研“無人區” 走好人生每一步

發布時間:2023-11-14 10:48:00來源: 中國青年報

 

  當地時間10月24日,薛其坤成為(wei) 巴克利獎設立70年來首位獲獎的中國籍科學家。這是國際凝聚態物理領域的最高獎。

  從(cong) 山東(dong) 蒙陰一個(ge) 小山村一路走來,他對物理學的熱愛是從(cong) 什麽(me) 時候開始的?薛其坤說:“想要攬瓷器活,必須有金剛鑽”。他的“金剛鑽”是怎麽(me) 煉成的?他曾3次考研方獲成功,他如何看待成功與(yu) 失敗?中青報·中青網記者近日專(zhuan) 訪了中國科學院院士、南方科技大學校長薛其坤。

  勇闖“無人區”

  巴克利獎以評選標準嚴(yan) 格而著稱,自1953年首次頒獎起,每年授獎一次,70年中有18名獲獎者相繼獲得諾貝爾物理學獎。

  此次,薛其坤團隊憑借拓撲絕緣體(ti) 研究和在拓撲絕緣體(ti) 中發現量子反常霍爾效應的創新突破獲獎,展示了中國科學家在國際物理學領域的影響力和創新能力,中國科學家正在世界科學發展的“第一梯隊”大放異彩。

  2008年,拓撲絕緣體(ti) 在理論上被提出來,但是“現實中、實驗中會(hui) 怎麽(me) 樣,誰也不知道,都是不確定的。”薛其坤告訴中青報·中青網記者,這是一個(ge) 全新的科研方向,它讓團隊成員都感到好奇,會(hui) 產(chan) 生什麽(me) 結果?隨著實驗推進也出現了非常大的挑戰。“比如我們(men) 想測量比較大的霍爾電阻,一兩(liang) 年的時間內(nei) 進展非常小,這時候到底還要不要堅持做下去?值不值得堅持下去?”薛其坤說。

  在向量子反常霍爾效應的實驗實現發起衝(chong) 擊之前,薛其坤長期從(cong) 事薄膜生長動力學的係統研究。在他的指導下,科研團隊僅(jin) 用三四個(ge) 月的時間就在國際上率先建立了拓撲絕緣體(ti) 薄膜的分子束外延生長動力學,實現了對樣品生長過程在原子水平上的精確控製,薄膜樣品質量很快達到國際領先水平。

  但是,要實現量子反常霍爾效應,材料還必須滿足3個(ge) 苛刻條件,就如同要求一個(ge) 人同時具有短跑運動員的速度、籃球運動員的高度和體(ti) 操運動員的靈巧,在實際的材料中,實現以上任何一點都具有相當大的難度。

  “想要攬瓷器活,必須有金剛鑽。”薛其坤說,“我們(men) 所用的‘金剛鑽’包括兩(liang) 個(ge) 部分,第一個(ge) 是在原子尺度上控製薄膜材料的生長,這是一個(ge) 非常重要的實驗技術;第二個(ge) 工具就是掃描隧道顯微鏡,它可以在原子尺度上理解材料的性質,“這兩(liang) 個(ge) ‘金剛鑽’結合在一起,就形成了一個(ge) 更強大的‘金剛鑽’,這保證了我們(men) 最後走向成功”。

  薛其坤團隊測量了超過1000個(ge) 樣品,一步步克服了重重障礙,勇闖量子反常霍爾效應的“無人區”。經過4年努力,2012年年底,他們(men) 終於(yu) 在實驗室觀測到不需要外加磁場的量子反常霍爾效應。2013年3月,這項研究成果正式在國際學術期刊《科學》上發表。該發現被國際多個(ge) 實驗室重複確認,被2016年諾貝爾物理學獎得主霍爾丹列為(wei) 拓撲量子物質領域近20年最重要的實驗發現。

  走好每一步

  “我高考的時候物理就差了一分滿分,給了我一個(ge) 極大的鼓勵,可能就是從(cong) 那時開始埋下了今後從(cong) 事物理研究的種子。”薛其坤認為(wei) 對自己高中時代影響最大的人,“其實是數學家陳景潤。當時媒體(ti) 上有很多關(guan) 於(yu) 他的報道,我感到去探索科學的奧妙是一個(ge) 可以追逐的人生目標”。

  後來,他40歲出頭成為(wei) 中國科學院最年輕的院士之一,50歲發現困擾世界科學界百餘(yu) 年的量子反常霍爾效應,51歲成為(wei) 清華大學副校長……頭頂這些“光環”的薛其坤覺得自己“應該說有一些天分,但也不是有超人的天分”。

  他經曆過3次考研,“從(cong) 研究生階段開始,我變得非常努力,可以說取得今天的成就,是三分天分、七分努力”。薛其坤說:“在我研究生階段,中國導師給了我遵守規矩、嚴(yan) 格遵循科學研究規則方麵的影響;在日本留學期間,日本導師給了我如何適應非常艱苦的長時間工作、勤奮努力的教育;在美國留學期間,美國導師給了我怎麽(me) 能甄別一些比較重要的科學問題這樣的影響。”

  薛其坤坦言,當時的自己並沒有非常明確的目標,隻是朝一個(ge) 方向去努力,“起碼做一個(ge) 合格的研究生,能較順利拿到博士學位,在滿足基本生活條件的情況下,能做一些自己喜歡做的事。我想的更多的是走好每一步,可以說是通過把每一步、每一個(ge) 階段都走好的這樣一種狀態走到今天的”。

  國家出台的很多人才政策是促使薛其坤和當時的一大批留學生回國的重要原因。他1997年獲得國家傑出青年科學基金,1998年入選中國科學院百人計劃,回國到中國科學院物理研究所工作,“國家對人才的重視落實到這些非常具體(ti) 的舉(ju) 措上,對我能走到今天起到了非常大的作用”。

  練好“基本功”

  基礎科學研究不容易出成果,要扛得住科研的艱辛和“冷板凳”的寂寞。在幾十年的科研攻關(guan) 過程中,薛其坤一直保持“早上7點到實驗室,晚上11點才離開”的工作習(xi) 慣。

  成為(wei) 南方科技大學校長後,教育管理工作占據了他白天大部分時間,薛其坤便利用晚上思考和進行科研工作。他也在培養(yang) 更優(you) 秀的年輕學術帶頭人,自己在戰略上、大的方向上做好把握,“這是到了我這個(ge) 年齡階段必須要考慮的”。

  除了帶科研團隊的年輕人之外,南方科技大學的書(shu) 院製讓薛其坤成為(wei) 一批本科生的生活導師,這是一種互選的製度,一些有誌於(yu) 從(cong) 事科研的本科生從(cong) 大一入學起就可以和自己心中的大科學家深度交流。

  “要成為(wei) 一個(ge) 武林高手,必須練好基本功。”薛其坤強調,人才培養(yang) 中一個(ge) 重要的方麵就是動手能力的培養(yang) 。他舉(ju) 例說,南方科技大學大部分本科生在校期間都要進行學術訓練,他們(men) 會(hui) 加入實驗室,像研究生一樣做一些科學研究,提前培養(yang) 他們(men) 的研究能力和動手能力,“必須依靠優(you) 秀的專(zhuan) 業(ye) 教師把學生的基礎打牢。”

  對於(yu) 一些優(you) 秀學生更願意選擇應用型學科的現狀,薛其坤表示,“社會(hui) 環境發生了很大變化,我們(men) 年輕時條件還比較艱苦,而現在除了經濟條件的變好外,由於(yu) 互聯網的發達,信息流通非常快,因此年輕人在對自己的未來職業(ye) 選擇上也會(hui) 有更多考慮,會(hui) 更理性和實際,這些都是可以理解的”。

  薛其坤說,由於(yu) 基礎研究的重要性,即使並不能馬上出成果,也應該倡導一種熱愛科學崇尚科學的社會(hui) 氛圍。既要尊重年輕人的選擇,也要從(cong) 待遇等各方麵創造條件,提供更多的機會(hui) ,讓更多年輕人有誌於(yu) 從(cong) 事基礎科學研究。

  中青報·中青網記者 劉芳 王聰聰 來源:中國青年報

(責編:常邦麗)

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