薛其坤：從數學39分到站上“量子之巔”

6月24日，中國科學院院士、清華大學教授、凝聚態物理學家薛其坤獲得2023年度國家最高科學技術獎，61歲的他成為該獎項設立以來最年輕的獲獎者。他率領團隊首次實驗觀測到量子反常霍爾效應，在國際上產生重大學術影響，獲得了國際低溫物理最高獎菲列茲·倫敦獎、國際凝聚態物理最高獎奧利弗·巴克利獎，是首位獲得這兩項榮譽的中國科學家。

考研3次，讀博7年

薛其坤出生于山東蒙陰縣的一個小村莊里。家中清貧，父母是樸實的農民。“貪玩，但也愛學習”的薛其坤成績突出，高考時物理滿分100分，他考了99分，考入山東大學。

1984年，薛其坤大學畢業，壯志滿懷地決定考研究生，打擊卻不期而至。第一次考研，數學僅得39分。他進入曲阜師范大學教書，邊工作邊繼續考研，第二次考研，總分又未達錄取線。薛其坤說自己心態比較好，很快走出考研失利的負面情緒，反思為什么沒考上，“還是準備得不充分，耍了小聰明”。他決定再努力一把，第三次考研，他認認真真備考，終于在1987年“上岸”中國科學院物理研究所凝聚態物理專業。

來到北京后，薛其坤的開局也頗為不順。攻讀碩士期間，薛其坤用到的實驗儀器是場離子顯微鏡，樣品是金屬針尖。他每天至少要試做3個針尖，兩年做了1000多個針尖。但其間沒有發表任何文章，他非常焦慮：“從1987年到1992年，沒有一套像樣的數據能支撐寫一篇論文。”

1992年，他在導師的引薦下前往日本東北大學金屬材料研究所學習，沒想到的是，博士讀了7年才畢業，還經歷了“人生最艱難的時光”。導師櫻井利夫教授的實驗室被稱為“7-11實驗室”，每周6天，早上7點到達實驗室，晚上11點前不許離開。睡眠不足讓薛其坤十分疲憊，語言不通也讓他倍感孤獨，身體和精神的雙重壓力讓他異常受挫，萌生了回國的想法。也許是靠著骨子里的“皮實”，在崩潰邊緣的薛其坤又開始反思自己，為什么別人能行而自己不行，他決定在實驗技術和科學研究方面下更大的功夫。薛其坤開始每天第一個到實驗室，最后一個離開，用了一年半，他就做出了櫻井利夫實驗室近30年最具突破性的研究成果。那一刻，他感受到“丑小鴨變成白天鵝”的喜悅。

坎坷的求學路讓薛其坤懂得了追求極致、經受磨煉的重要性。“7-11”的工作習慣也成為他特有的標簽，這樣的作息，他雷打不動堅持了30多年。

“專注于做‘從0到1’的研究”

36歲那年，薛其坤回國，在中國科學院物理研究所建立研究團隊和實驗室。“不跟風，專注于做‘從0到1’的研究”，薛其坤的合作者、學生這樣評價他的科研風格。

2005年，薛其坤到清華大學工作，決定“做點更大的事”。量子反常霍爾效應是一個全新的量子效應，成為全球凝聚態物理學家關注的焦點，薛其坤選擇了攀登這座高峰。他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。實驗失敗是家常便飯。每次失敗后，薛其坤就會再次帶領團隊優化樣品、改進方法。一路上“升級打怪”，2012年年底，薛其坤團隊終于成功在實驗中觀測到量子反常霍爾效應。這是反常霍爾效應提出131年后，首次觀測到反常霍爾效應的量子化。成果在《科學》雜志上發表，被稱為“凝聚態物理界一項里程碑式的工作”。

薛其坤沒有就此滿足。2017年，團隊將量子反常霍爾效應觀測溫度提高了一個數量級，并首次實現量子反常霍爾效應多層結構；2018年，團隊與合作者首次發現一種內稟磁性拓撲絕緣體，開啟了國際上又一個熱點研究方向……今天，在凝聚態物理領域，薛其坤已經享有國際聲譽。

2013年起擔任清華大學副校長，2020年起任南方科技大學黨委副書記、校長，身兼多項職責，薛其坤“7-11”的作息沒有變，對科研的極致追求也沒有變：“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。”

大方豪爽又“斤斤計較”

實現量子反常霍爾效應，材料需要既具備磁性又是絕緣體，由于磁體通常為導體，這是一個自相矛盾的要求。在薛其坤的身上，也有著一些似乎矛盾的特質。

他考研3次才錄取、讀博7年才畢業，不免給人留下“慢步子”、大器晚成的印象，但在科研伙伴眼中，他有著過人的學術直覺與學術品位，總能敏銳瞄準科學前沿問題。

他待人親和、大方豪爽，有學生實驗到深夜，他一聲不吭跑到實驗室給學生發牛奶、面包，有時學生無意間夸了一句他的私人物品，他當場就送給同學。可他同時也嚴謹、嚴厲，甚至特別“小氣”。碰到寫文章不太認真的學生，薛其坤會要求學生把論文改10遍，且每一個版本都發給他，他會一一對照其中的差別，倒逼學生養成精益求精的態度。在科研中，他要求學生“不能浪費科研經費”，他會對在實驗室內上網瀏覽無關內容的學生生氣，因痛心其不珍惜國家提供的優質科研資源而紅了眼眶。

薛其坤身上有中國人很傳統的一面，但作為科學家他卻處處求“新”。有合作者說“這種觀點提出來肯定要被人吐槽的”，薛其坤說：“那就太好了。”與一般人想清楚了再做不同，他反而覺得“要想清楚了就不做了”。

薛其坤最喜歡的唐詩是杜甫的《望岳》，他時常用這首詩勉勵自己和學生：“如果用‘蕩胸生曾云’的胸懷與境界，去做科學研究；用‘決眥入歸鳥’的專注和洞察力，抓住事物本質，付出艱苦的努力和奮斗，總有一天你會登上更高的科學高峰，‘會當凌絕頂，一覽眾山小’。”

（資料來源：《人民日報》《中國教育報》，“清華大學”微信公眾號等）