薛其坤：量子追夢人

    1 皮實的“7-11”院士

“皮實??！”薛其坤用帶有濃重山東口音的普通話這樣形容自己。

他說，沂蒙山里出來的孩子，不怕挫折。

這個來自山東省臨沂市蒙陰縣的山村少年，上小學時，便在心中種下當科學家的種子。從課本上，他知道了牛頓、愛因斯坦，并認識到成為一名科學家能給社會帶來巨大的福祉，他渴望走出山區(qū)，學到更多的本領。

夢想的起步很順利，高考物理滿分100分，他考了99分，被山東大學光學系激光專業(yè)成功錄取。但考研究生的挫折及隨后讀博的打擊讓他“始料未及”。

薛其坤曾在多個場合提及他的考研經(jīng)歷。大學畢業(yè)，第一次考研究生，高等數(shù)學39分，惜敗。畢業(yè)后，他到曲阜師范大學教書，再次考研，再次敗北。直到1987年，他才終于考上研究生，進入中國科學院大學物理研究所凝聚態(tài)物理專業(yè)學習。

“皮實”的性格，不僅讓薛其坤有強大的抗打擊能力，也讓他經(jīng)受住科研路上的挑戰(zhàn)。

碩士畢業(yè)后，薛其坤選擇繼續(xù)讀博。恰好其導師陸華老師得到了一個與日本東北大學金屬材料研究所聯(lián)合培養(yǎng)的機會，這是日本最古老的大學附屬研究所。在這里，薛其坤迎來了人生中最困難的時刻。

導師櫻井利夫的實驗室號稱“7-11實驗室”，要求非常嚴格：一周工作6天，早上7點來實驗室，晚上11點之前不許離開。薛其坤對那段歲月記憶猶新：“每天就是三件事，吃飯、睡覺、搞科研。有的時候困得坐在馬桶上都能睡著?！?/P>

除了體力和毅力上的考驗，語言不通則是精神上的折磨。薛其坤幾乎聽不懂導師的指令，當導師和同學們一起做實驗的時候，他連碰都不敢碰，只能怔怔地看著。不少去日本學習的同學受不了煎熬“逃”了回去，身心俱疲的薛其坤到了崩潰的邊緣。他坦言，這是個人成長中最難的一段時間，“一年中有七八個月想回家”。

有一次，薛其坤和剛上學的兒子通電話。兒子說：“爸爸，我給你背段剛學的課文吧：‘我是中國人，我愛自己的祖國……’”稚子之聲，讓背井離鄉(xiāng)的薛其坤心潮澎湃，一團愛國的熱火在心中熊熊燃燒。他決心要克服困難，堅持下去。

薛其坤每天第一個到實驗室，最后一個離開。一年半后，他取得了一項重要的科研突破，這是日本東北大學近三十年來最重要的成果。薛其坤終于感覺到，自己這個山東農(nóng)村放牛娃腦海里朦朦朧朧的夢想，開始變得有一點兒真切了。他也開始體會到做科學研究的美妙，日?？砍闊熖嵘竦乃?，采到精彩數(shù)據(jù)的時候，才恍然發(fā)現(xiàn)，“三個小時沒吸煙了”。

薛其坤開始在國際物理界嶄露頭角。

1996年，薛其坤被邀請在美國物理學會年會上作報告，糟糕的英語口語讓他不知所措。為了保證萬無一失，他把要講的每個英語單詞、每句話都寫下來，模擬練習了80多遍。當聽到掌聲與贊揚時，薛其坤覺得“像夏天渴時喝了冰水一樣，很舒服”。

博士畢業(yè)后，他跟隨導師櫻井利夫留在日本東北大學金屬研究所工作。但國外的正式職位并沒有讓他安心，“我始終無法踏實下來，即使去買家具，也不愿意買太好的”。他始終惦念著回來報效祖國。

終于，在36歲那年，機會來了。1998年，憑借出色的研究能力，在材料科學領域已頗有名氣的他通過中國科學院“百人計劃”回國，正式加入物理所工作。

憑借超強的吃苦能力和扎實的研究能力，短短幾年，“皮實”的薛其坤就獲得了包括中國青年科技獎、國家自然科學獎二等獎、中科院杰出科技成就獎在內(nèi)的一批頗具分量的榮譽。2005年，薛其坤到清華大學物理系工作，11月當選中國科學院院士。其時，他剛過不惑之年，是那一批當選院士中最年輕的一位。

回國多年，無論在中科院還是在清華，薛其坤始終保持著“7-11”作息，被師生戲稱“7-11”院士。清華大學物理系前系主任朱邦芬院士回憶，“我曾與其坤一起出差，晚上12點回到北京，他仍堅持要去實驗室再看看”。

“可以說我只要不睡覺的時候，都在工作?！毖ζ淅ばχf。

    2 攀登最陡峭的科研山峰

對山里的孩子而言，爬山幾乎是一種本能。而在攀登科學高峰的路上，薛其坤選擇了最陡峭的山峰。多位了解薛其坤的師生對記者說，他身上有著超乎常人的挑戰(zhàn)精神，困難越大越較真。

“量子反?；魻栃?，這是一個基于全新物理原理的科學效應，被稱為物理學研究皇冠上的“明珠”。

什么是量子反?；魻栃?？采訪前，我們臨時抱佛腳，看了很多量子反?；魻栃馁Y料，仍是一頭霧水。沒想到薛其坤院士不繞彎子，幾句話就點明白了。

“如果把電子比作人，計算機芯片里的電子運動是無規(guī)律的，就像人行走在亂糟糟的農(nóng)貿(mào)市場，總會走彎路、碰到人，就會發(fā)熱，效率不高。而量子霍爾效應就是一條高速路，電子可以分車道分方向前進。遺憾的是，量子霍爾效應的產(chǎn)生需要非常強的磁場，且成本昂貴，這一缺點阻礙了其在現(xiàn)實生活中的應用?！毖ζ淅ふf，量子反?；魻栃煌诹孔踊魻栃?，它不依賴于強磁場而由材料本身的自發(fā)磁化產(chǎn)生，因此在應用方面比此前發(fā)現(xiàn)的量子霍爾效應要方便得多。自1998年開始，就不斷有理論物理學家提出各種方案，然而在實驗上都沒有取得任何進展。全世界頂尖的研究組都想攻克這個難題。

2008年，華裔物理學家張首晟提出了在磁性拓撲絕緣體中實驗量子反?；魻栃姆较?。但要找到合適的材料，充滿巨大挑戰(zhàn)，能否在這種材料中觀測到量子反?；魻栃?，何時能觀測到，誰也不知道，這是一項很可能終其一生都無法完成的項目。

但是，薛其坤義無反顧地選擇了去攀登這座山峰。

薛其坤的團隊用來實驗的樣品，是用原子一層一層鋪上去的。5納米的厚度，相當于頭發(fā)絲的十萬分之一，每制備一個都非常不易。4年的時間，他們前后制備了1000多個樣品，經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗。每次失敗后，薛其坤再次帶領團隊改進樣品、創(chuàng)新方法；又失敗了，再改進、再創(chuàng)新。

2012年10月的一個晚上，薛其坤收到了學生的短信：“薛老師，量子反?；魻栃鰜砹?，等待詳細測量?！彼麎阂肿⌒呐K的狂跳，立馬打電話過去再三確認情況。隨后，他迅速返回實驗室，立即組織團隊成員，設計出幾套方案，部署下一步實驗。嚴謹?shù)目茖W精神告訴他們，一次的結果并不能說明問題，需要用不同的樣品多次重復實驗。

經(jīng)過兩個月的集中測試和不斷鉆研，薛其坤團隊終于測試出了完美的實驗數(shù)據(jù)。薛其坤回憶，得出最終數(shù)據(jù)的那天，他帶了兩瓶香檳，和團隊成員一起慶祝這見證“奇跡的時刻”。這一成果在美國《科學》雜志上發(fā)表，并在國際物理學界產(chǎn)生重要影響。

高溫超導機理則是薛其坤團隊想要攻克的另一個難題。2012年，薛其坤帶領清華大學物理系研究團隊發(fā)現(xiàn)了單層鐵硒與鈦酸鍶襯底結合而產(chǎn)生出的界面高溫超導。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了主流共識。

“當時確實有一些質(zhì)疑的聲音，而且我們團隊不是做高溫超導的，沒有這方面基礎，別人對我們的資歷也有些質(zhì)疑，發(fā)論文都很難，有時候跟審稿人要‘斗爭’好幾年?！毖ζ淅せ貞洠昂迷?，大家都堅持下來了?！?/P>

在清華大學物理系副主任、量子反?；魻栃獔F隊成員何珂眼中，薛其坤有著對科學本真的熱愛以及報效祖國的強烈信念：“薛老師總是鼓勵我們要去思考一些大問題，走在科學探究的前沿，考慮哪些問題能引領一個新方向?！?/P>

因為量子反?；魻栃@項重要的科學發(fā)現(xiàn)，薛其坤迎來了人生的高光時刻，獲獎無數(shù)。

2016年，薛其坤獲得首屆未來科學大獎；2018年，他獲得國家自然科學獎一等獎；2020年，獲得菲列茲·倫敦獎；2023年，獲得巴克利獎……

盛名之下，薛其坤有著自己的堅持：作為科學家更應該追求對知識、對科學的崇拜，而不是獎項?！耙魬?zhàn)國際上的權威，做科研需要持批判的態(tài)度，堅定自己的方向，才能把工作繼續(xù)往前推進?！毖ζ淅ふf。

    3 讓“1+1>2”

在學生的眼中，薛其坤嚴慈相濟、沒有絲毫架子。

培養(yǎng)學生的科學精神，他極其嚴厲、認真，對學生的要求到了近乎苛刻的地步：要把燒杯洗到自己以為最干凈的程度；進組五六年之后，操作大型的物理實驗儀器要像騎自己的自行車一樣，閉著眼都能騎；學生寫報告時，不能有一個標點符號的錯誤。

薛其坤認為，物理實驗的成功建立在扎實的基本功之上?！斑@有兩個好處：一是有科研機會來的時候，你有足夠的技術水平去爭取它；二是在掌握大量實驗數(shù)據(jù)的基礎上，通過仔細分析數(shù)據(jù)，尋找規(guī)律，訓練科學眼光?！?/P>

嚴師的另一面是慈師。當實驗過程非常艱難或者緩慢時，薛其坤會多多鼓勵學生，告訴學生“你很厲害”。

他把學生當作自己的孩子?！拔覀?nèi)忾_會，薛老師拿自己的錢給學生發(fā)零花錢。他手里存不住東西，經(jīng)常有哪個學生夸他的東西好，他當場就送給人家?！鼻迦A大學物理系教授、量子反?；魻栃獔F隊成員王亞愚說。

他鼓勵學生努力去發(fā)現(xiàn)實驗的樂趣，“比如你學自行車，剛開始學，沒有成就感。等你學會了，騎自行車速度快了，就覺得很愉快”。在薛其坤看來，做實驗不是簡單重復，它每一步都是變化的，都有意外，都有新的東西出現(xiàn)。

“做有挑戰(zhàn)性的實驗，壓力大是一種常態(tài)。作為導師和長輩，首先就要給予精神上的鼓勵?！?/P>

除了嚴格要求基本功，薛其坤也十分注重培養(yǎng)學生的團結合作能力。每次得獎，他都“往后縮”，把年輕人推上去，也注重平衡每個人的機會。他讓這些科學界的新生力量明白，做科研不能“單打獨斗”，每個人都有自己的角色，只有緊密協(xié)作，才能發(fā)揮“1+1>2”的奇效。  

在攻克量子反?；魻栃叩亻L達4年的時間里，薛其坤常常和團隊成員一起“泡”在實驗室里，每周雷打不動地召開組會匯報實驗進展情況，還經(jīng)常組織籃球賽、羽毛球賽等活動進行文化建設——和諧的團隊環(huán)境讓協(xié)同創(chuàng)新成為可能。

中科院物理所研究員戴希非常感慨：“這項研究的參與者有三四十人，整個團隊就像一條串聯(lián)電路，我們這些‘電阻’，雖然個頭有大有小，但每個人身上通過的電流都是一樣的。拿走任何一個‘電阻’，電路都不會通。如果沒有這么好的合作模式和流程，很難想象我們會做成這件事?！?/P>

薛其坤則如此看待科研團隊建設：“好的科研團隊才能催生出一流的科研成果和科學家。這就像一個機器，只有每一個零部件都能發(fā)揮最大作用，才會運轉(zhuǎn)良好?！?/P>

他時刻都感受到肩頭沉甸甸的責任，“科學就是科學，來不得半點兒馬虎，人才的培養(yǎng)也要循序漸進，不能有絲毫的躍進?！?/P>

    4 越基礎，越尖端

2020年11月，薛其坤出任南方科技大學校長。在這塊試驗田里，他顯現(xiàn)出了更大的格局和境界。

上任第一天，他走進理學院和工學院，調(diào)研基礎研究的情況。

“越基礎，越尖端?！毖ζ淅ふJ為，基礎研究是整個科學體系的源頭，是所有技術問題的總機關。他以蓋房子為例，“做基礎研究就相當于打地基，做‘0到1’就是蓋第一層樓”。強力支持能滿足國家重大需求和自主發(fā)展的基礎研究，既能占領科學高地，也能開辟新的應用高地，引領未來。

在薛其坤看來，過于關注科學研究的“現(xiàn)實之用”，會影響基礎科學研究的發(fā)展，從長遠來看是對科學研究的傷害。為國家留住做“無用”的基礎研究的人才，讓做基礎研究像“掙錢一樣幸?！?，是他任校長時首先著手的任務。他感慨：“基礎研究往往需要很長時間，有時可能會花費人的一輩子。必須有坐得住冷板凳、耐得住寂寞的精神?！?/P>

擔任南方科技大學校長，薛其坤馬不停蹄地展開了一系列改革：調(diào)整科研模式和人才培養(yǎng)模式，提出“南科大2035之問”，打造南科大“三大發(fā)展戰(zhàn)略”，打造“專業(yè)+通識”“書院+院系”“科教+產(chǎn)教”培養(yǎng)機制。

作為以理工見長的創(chuàng)新型大學，南科大盡最大努力鼓勵從0到1的源頭創(chuàng)新：PI制（學術帶頭人制）保障每位教研序列的教授都是獨立課題組負責人，都有獨立的實驗室和啟動經(jīng)費，就算是初出茅廬的博士后也不例外。除了充裕的科研啟動經(jīng)費，科研導師制度也讓青年學者們獲得了院士“大?！钡闹笇?。

數(shù)據(jù)顯示，近幾年，南方科技大學成立了十余個校級科研機構，針對關鍵技術和未來技術形成了專門平臺和團隊攻關模式，這些平臺和團隊攻關模式的開展為基礎研究打下了堅實的基礎。

接受采訪中，薛其坤反復強調(diào)了評價改革的重要性?！坝行┟嫦蛭磥淼幕A研究，雖然目前看似‘無用’，但將來可能會有無窮大的應用前景。所以，盡量少問他們‘你的研究有什么用’?！毖ζ淅ふJ為，不能把評價變成一把庸俗的“尺子”。

他以入選第二輪“雙一流”建設高校及建設學科名單的數(shù)學學科為例，數(shù)學學科正在改進考核和獎勵機制，考慮以更長的時間為周期進行滾動考核?！霸谶@個周期里，只要最后完成了教學任務就可以，不會每年考核教師的科研成果，到期后再去最終考核并考慮長聘，給教師的自由探索以更大空間?！?/P>

除了帶科研團隊的年輕人之外，南方科技大學的書院制讓薛其坤成為一批本科生的生活導師，這是一種互選的制度，一些有志于從事科研的本科生從大一入學起就可以和自己心中的大科學家深度交流。

“要成為一個武林高手，必須練好基本功?！毖ζ淅娬{(diào)，人才培養(yǎng)中一個重要的方面就是動手能力的培養(yǎng)。他舉例說，南方科技大學大部分本科生在校期間都要進行學術訓練，他們加入實驗室，像研究生一樣做科學研究，提前培養(yǎng)他們的研究能力和動手能力，“必須依靠優(yōu)秀的專業(yè)教師把學生的基礎打牢”。

如今的薛其坤，更加忙碌。

“既要關注團隊年輕人的科研方向是否走偏，作為學校校長，也要分管很多行政工作?！弊鳛閲鴥?nèi)頂尖的物理學家，薛其坤仍然走在追夢的路上。他透露，目前團隊還在攻克兩個方向：一個是量子反?；魻栃约巴負浣^緣體的相關領域研究，另一個是高溫超導機理研究?！案邷爻瑢У臋C理是凝聚態(tài)物理學的世紀難題，如果我們把謎底揭開了，就有可能設計出高溫超導材料，在室溫下甚至更高溫度下實現(xiàn)超導，這將是對全人類的重要貢獻?！毖ζ淅こ錆M期待。

花甲之年，這位從沂蒙山區(qū)走出的科學家仍然享受著逐夢科學而帶來的快樂。

《中國教育報》2024年01月11日第4版