薛其坤：從一到無窮大

文／卞文志

2023 年10 月24 日，美國物理學會宣布，中國科學院院士、清華大學教授、南方科技大學校長薛其坤獲得本年度的巴克利獎。巴克利獎被公認是國際凝聚態物理領域的最高獎，這也是該獎項授獎70 年來首次頒發給中國籍物理學家。能夠憑借拓撲絕緣體研究和在拓撲絕緣體中發現量子反常霍爾效應的創新突破榮獲該獎項，薛其坤表示：“這得益于改革開放以來國家科技實力的持續壯大和基礎科學研究的長期深厚積累。榮譽屬于團隊中的每一位研究者，更屬于國家。”

逆境中開出燦爛的花

作為中國物理界的一名傳奇人物，薛其坤早已是榮譽等身。1999 年，他入選中國科學院百人計劃；2005 年，他當選中國科學院院士；2012 年底，他和研究團隊成功在實驗上觀測到量子反常霍爾效應，成為“世界首次”，該成果于2013 年在美國《科學》雜志發表，被審稿人稱為“凝聚態物理界一項里程碑式的工作”；2014 年，他獲得“求是杰出科學家獎”；2016 年，他獲得首屆未來科學大獎“物質科學獎”；2020 年，他獲得菲列茲·倫敦獎，也是自該獎項設立以來中國第一個、亞洲第二個獲得此項榮譽的科學家……光輝履歷的背后，鮮有人知道，薛其坤還有一段考研3 次、讀博7 年的“黑暗”往事。每每提起這些，他也常會感嘆“連自己也沒有想過”會作出讓全世界矚目的成就。

薛其坤1962 年出生于山東省臨沂市蒙陰縣高都鎮西峪村，靠著努力學習走出大山，考上了山東大學。本科畢業后，他報考中國科學院的研究生，沒想到一考就是3 年。第一次考研，高等數學只考了39 分。第二次考研，物理只考了39 分。考研屢戰屢敗，但薛其坤沒有被挫折打倒，反而激發出斗志屢敗屢戰，終于在第三次考研中如愿考進中國科學院物理研究所。讓人沒想到的是，他后來讀博士又花了7 年時間。讀博期間，他被導師送到日本東北大學進修。日本的導師要求非常嚴格。那時候，薛其坤一周工作6 天，不管刮風下雨，早上7 點就要準時到達實驗室，一直干到晚上11 點。起初，這種巨大的工作量讓他十分痛苦，但逆境中開出了燦爛的花，他慢慢習慣并喜歡上了這種作息時間，并堅持了20 多年。后來，薛其坤還把這個作息習慣帶到了清華大學物理系，也讓他在清華大學有了一個比“院士”還要被人熟知的名號——“7-11 教授”。

“薛老師給我印象最深的是他不怕困難，困難越大他越較真。”量子反常霍爾效應團隊成員何珂一語中的，道出了薛其坤一步步從平凡走向卓越的秘訣。用薛其坤的話說，最重要的是信念。他說：“每個人都要有一種正確的、堅定的信念，這是人生中非常重要的一點。這一信念可以是追求人生的目標和美好的生活，也可以是報效祖國、推動人類的進步。有了信念，不論碰到多大的困難和挫折，要面對什么樣的考驗，都會因為堅定的信念而能去克服它。”

巔峰上揚起中國的旗

薛其坤的勵志人生可以用6個字來形容，那就是“從一到無窮大”。2019 年清華大學招生宣傳片的名字就叫《從一到無窮大》，片中的主角正是時任清華大學副校長的薛其坤。作為家里乃至村里的第一個大學生，大器晚成的他比其他人更明白從無到有的艱難。大部分時間，沒人能給你建議，犯錯的概率高了，容錯的資本卻少了，選什么專業、找什么工作、要成為怎樣的人，一切都要自己去摸索、去挑戰、去征服，也正因此未來才有無限可能。從一到無窮大，每個“一”都應該成為自己的驕傲，都潛藏著無窮潛力、無盡未來。你無法想象這個“一”對每個家庭、對國家將會帶來多大的改變。正如中央廣播電視總臺《朗讀者》節目所描述的：“當薛其坤三戰考研的時候，他沒想到自己能在41 歲時成為中國科學院最年輕的院士之一；當薛其坤花了7 年才拿下博士文憑的時候，他也沒有想過有一天會出任清華大學的副校長。在科研領域取得諸多成就的薛其坤，被看作‘天才’，而在這背后，正是多年來腳踏實地地砥礪前行，最終獲得厚積薄發的成就。”

在物理界，長期以來，使量子反常霍爾效應“現身”并實現實驗觀測難度極大，是無數研究者奮力追尋而不得的科學目標。從2009 年起，薛其坤聯合來自清華大學物理系、中國科學院物理研究所、美國斯坦福大學的多個研究組組成攻關團隊，一起從拓撲絕緣體研究方向嘗試攀登這座科學高峰。搞物理科研沒有一蹴而就的成功，1 次成功背后可能是999 次失敗后又推翻重來，薛其坤的團隊也不例外。他們實驗的樣品是用原子一層一層鋪上去的，5 納米的厚度相當于頭發絲的10 萬分之一，每制備一個都非常不易。薛其坤團隊曾用4年時間先后制備了1000 多個這樣的樣品。實驗，失敗；改進，創新；又失敗，再改進、再創新。他們在研究中反反復復嘗試，可謂絞盡腦汁。

2012 年底，在闖過了一道又一道難關后，薛其坤團隊終于成功地在實驗上觀測到了量子反常霍爾效應，成為“世界首次”。該成果公開發表后，引起國際學術界的震動。這意味著中國基礎科學研究取得了重大進步，也意味著中國科學家作出的具有重大突破意義的研究成果攀上了又一座科研高峰，在世界科研發展的“第一梯隊”大放異彩。著名物理學家楊振寧稱這一研究成果為“諾貝爾獎級的物理學論文”。楊振寧認為，這一成果有望推動新一代低能耗晶體管和電子學器件的發展，將會加速推進信息技術革命的進程。如果這項成果能投入應用，能做出低能耗晶體管和電子元器件，那么超級計算機將有可能成為iPad 大小的掌上筆記本，手機和電腦的內存也許會超過目前最先進產品的上千倍，可以幾個月不充電，且使用中不會發熱，不會速度變慢。

當人們還沉浸在巴克利獎帶來的榮耀中時，薛其坤已經把目光望向了另一座科研高峰——高溫超導。在過去的100 多年里，超導領域先后有5 次、七八位科學家獲得過諾貝爾物理學獎。薛其坤知道，誰先找到在常溫常壓下實現超導的材質與方法，誰就將帶領人類開啟一個新的文明紀元，對我們的民族復興、國家富強有著非比尋常的意義，所以他一直矢志不渝朝著這個方向努力。他更深知：“真正要把一個重要的科學問題解決掉，就必須要做好長期努力奮斗的準備。”