我國首位巴克利獎獲獎者薛其坤：要做有“品味”的科研

黑色西裝，略有些花白的頭發，招牌式燦爛的笑容，10月25日下午4時30分，清華大學理科樓一間不大的會議室里，巴克利獎獲獎者薛其坤準時出現在媒體面前。

前一天，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2024年度的巴克利獎。他成為該獎授獎70年以來首位中國籍獲獎者。

盡管大部分人對這個獎很陌生，也不了解凝聚態物理，但“70年”“首次”“中國籍物理學家”這些關鍵詞迅速引起公眾關注——這再次體現中國基礎科學研究取得的重大進步；中國科學家做出的具有重大突破意義的研究成果，已然踏入世界舞臺中央，在科學發展的“第一梯隊”大放異彩。

“這些成果的取得，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。因此，榮譽屬于團隊中的每一位研究者，更屬于國家。”薛其坤表示。

勇氣和勤奮

巴克利獎被公認為是國際凝聚態物理領域的最高獎，旨在表彰在凝聚態物理領域作出卓越貢獻的科學家。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，薛其坤榮獲該獎項。

從20世紀80年代開始，有關“量子霍爾效應”的研究已數次斬獲諾貝爾獎，但圍繞家族中的“量子反常霍爾效應”研究卻一直進展緩慢，全世界的物理學家都在苦苦探索。

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常霍爾效應的方向，引發各國科學家競相投入實驗。

“要找到這種材料，好比要求一個運動員具有劉翔的速度、姚明的高度和郭晶晶的技巧，實際上，材料要滿足其中任何一點要求都具有相當大的難度，要同時滿足這三點，對實驗物理學家來說，是一個巨大的挑戰。”清華大學物理系教授王亞愚曾如此形容實驗的巨大難度。

薛其坤也回憶：“拓撲絕緣體剛剛在理論上被提出來，現實中、實驗中會怎么樣，誰也不知道，都是不確定的。”

但他還是選擇進入這個“無人區”。

2012年底，在克服了一道又一道難關后，薛其坤和團隊終于成功地在實驗上觀測到了量子反常霍爾效應，這項“世界首次”的成果于2013年3月在美國《科學》雜志發表，審稿人將其評價為“凝聚態物理界一項里程碑式的工作”。

薛其坤也因為在這過程中異于常人的勤奮被同事稱為“7-11教授”，即工作時間從早７點到晚11點。

“薛教授是我見過的最勤奮的人，沒有之一。”中國科學院院士、清華大學物理系主任段文暉笑稱。

信念和堅持

過去十年，薛其坤和研究團隊對拓撲量子物理的探索從未停止，與此同時，他們不斷嘗試提高觀測溫度、積極尋找新材料并取得了重要進展。

高溫超導機理則是薛其坤團隊想要攻克的另一個難題。“在開展量子霍爾效應研究后不久，我們就開始了高溫超導方面的探索。”薛其坤說。

2012年，薛其坤帶領清華大學物理系研究團隊發現了單層鐵硒與鈦酸鍶襯底結合而產生出的界面高溫超導。這一發現挑戰了主流共識。

“當時確實有一些質疑的聲音，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疑，發論文都很難，有時候跟審稿人要‘斗爭’好幾年。”薛其坤笑稱，“好在，在我的鼓勵下，大家都堅持下來了。”

“薛老師給我印象最深的是他不怕困難，困難越大他越較真，這是他對我影響最大的地方。”清華大學物理系副主任、量子反常霍爾效應團隊成員何珂說。

面對困難，信念和堅持是薛其坤最典型的標簽。他曾三戰考研，但卻在41歲時成為中國科學院最年輕的院士之一；他曾花了七年才拿下博士文憑，卻“連自己也沒有想過”地做出讓全世界矚目的成就。

“年輕科研工作者們一定要有信念，要自信。”薛其坤總結。

采訪中，薛其坤說，接下來的研究有兩個方向，一是繼續將拓撲絕緣體及量子反常霍爾效應研究推向一個新的高度。他透露，團隊正準備與我國計量研究機構合作，嘗試將成果應用于電阻量子標準的制定。二是計劃研究高溫超導機理，從而更新凝聚態物理基礎理論。

“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超導，從而實現超級電導現象，這將是對全人類的重要貢獻。”薛其坤充滿期待。

品味和初心

量子反常霍爾效應和高溫超導是兩個似乎沒有關系的課題，談及為何決定開展跨領域研究的這個話題，一向謙虛低調的薛其坤不吝對自己的肯定：“我覺得確實是因為比較好的物理學敏感性和‘學術品味’。”

段文暉的評價亦是如此：“薛教授有超出常人的物理學直覺和學術品味，他總是能準確判斷該往哪個方向走。”

在薛其坤看來，好的“學術品味”是可以培養的。“量子反常霍爾效應和高溫超導都是探究電子在微觀世界運動規律的，它們在最基礎的層面上有相通之處，所以可以逐步鍛煉出對課題的敏感性。”

從另一個角度看，好的“學術品味”或許也因為薛其坤始終心懷為國家甚至人類作點貢獻的愿景，以及對科學的熱愛和追求。

“薛老師總是鼓勵我們要去思考一些大問題，要走在前沿，考慮哪些問題能引領一個新方向。”何珂說。

采訪當天，薛其坤在用一個小時回應公眾關切的同時，也勉勵包括自己在內的中國科學家，要始終面向國家重大需求，以基礎研究助力技術革命和產業更新、推動社會進步和人民幸福；要始終面向世界科技前沿，以不懈努力為世界科學發展貢獻中國智慧，在國際頂級的學術舞臺上奏響屬于中國人的科學強音！