科技日報記者 李艷

　　近日，清華大學(xué)的招生宣傳片《從一到無窮》講述學(xué)習(xí)改變命運的故事，讓中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)副校長、物理學(xué)家薛其坤的勵志經(jīng)歷又有了新一輪的傳播——從物理不及格的“學(xué)渣”，到41歲成為最年輕的院士；從沂蒙山區(qū)的放牛娃，到走向世界的頂尖科學(xué)家，三十多年里，薛其坤每天工作15個小時，一路打拼，終于帶領(lǐng)團隊率先發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)。

　　薛其坤說，他的心中有許多“責(zé)任”，這些責(zé)任是具體而又多維度的。為著這些責(zé)任和使命，他樂于整日待在實驗室里做研究；樂意從大學(xué)講臺到小學(xué)課堂，為孩子們做科普、講科學(xué)；也愿意抽出時間去世界各地作學(xué)術(shù)報告。

　　“我希望在孩子們的心里，科學(xué)家是有趣的、體面的、鮮活的，這樣才會有更多年輕人愿意從事科學(xué)研究的工作；我希望中國科學(xué)家是開放的、有使命感的，我們有意愿、且有能力為世界科技的發(fā)展和人類文明貢獻力量。習(xí)近平總書記說，我們堅持融入全球科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，樹立人類命運共同體意識，深入?yún)⑴c全球科技創(chuàng)新治理，主動發(fā)起全球性創(chuàng)新議題。每一個科研一線的工作者都應(yīng)該是踐行者。”在清華大學(xué)物理系的辦公室里，薛其坤向科技日報記者講述著他作為科學(xué)家的“光榮和夢想”。

　　量子反常霍爾效應(yīng)量子世界的中國探索

　　2019年開年之際，中科院院士薛其坤領(lǐng)導(dǎo)的清華大學(xué)、中科院物理所實驗團隊完成的“量子反常霍爾效應(yīng)的實驗發(fā)現(xiàn)”被授予2018年度國家自然科學(xué)獎一等獎。這一獎項意味著在過去幾年里，薛其坤研究團隊在量子材料的研究中取得一系列國際領(lǐng)先的科研成果，獲得了學(xué)界的高度肯定。

　　時間回溯到2013年，正是這項研究的一個關(guān)鍵的節(jié)點。3月15日《科學(xué)》雜志發(fā)表文章，宣布由薛其坤院士領(lǐng)銜的清華大學(xué)物理系和中科院物理所聯(lián)合組成的實驗團隊，從實驗上首次發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)，這意味著量子霍爾效應(yīng)物理領(lǐng)域一個期待已久的重要現(xiàn)象已經(jīng)被中國科學(xué)家率先觀測到。

　　“量子反常霍爾效應(yīng)”，這是一個大多數(shù)人聽不懂的名詞。然而，它卻讓微觀世界的奇妙現(xiàn)象轉(zhuǎn)換到宏觀世界中成為可能。在微觀世界里，在不需要強磁場的情況下，電子可在各自的跑道上按規(guī)則有序地、一往無前地奔跑，如果這些現(xiàn)象能在宏觀世界得到實現(xiàn)，那么存在于我們神話傳說中的穿墻而過、永動不停或?qū)⒊蔀榭赡堋?/p>

　　從理論到實驗薛其坤團隊先行一步

　　“我們最早是在國際學(xué)術(shù)會議中了解到量子反常霍爾效應(yīng)的理論進展的，當(dāng)時科研直覺告訴我這是一個很重要的研究方向，回來便跟團隊商量著手進行相關(guān)的實驗”，薛其坤每每回憶起這些往事，都會跟年輕人們強調(diào)了解前沿科學(xué)的重要性和科研判斷能力的關(guān)鍵意義。

　　2008年前后，華裔物理學(xué)家、斯坦福大學(xué)的張首晟教授等理論物理學(xué)家提出了用磁性拓撲絕緣體實現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)的方案，從理論上提出這一材料實現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)的可能性，但能否在實驗中發(fā)現(xiàn)它還是未知數(shù)。作為長期從事量子物理研究的科學(xué)家，薛其坤認(rèn)識到，這是一個非常值得在中國進行深入探究的領(lǐng)域。從那時起，他和團隊就展開了對拓撲絕緣體中新奇量子效應(yīng)的實驗研究。

　　從2009年起，薛其坤院士領(lǐng)導(dǎo)的實驗研究團隊與清華大學(xué)、中科院物理所、斯坦福大學(xué)的研究者合作，對量子反常霍爾效應(yīng)的實驗實現(xiàn)進行攻關(guān)。他們試驗了1000多個樣品，一步步克服了重重障礙，終于找到一種叫做“磁性拓撲絕緣體薄膜”的特殊材料，并從實驗中觀測到“量子反常霍爾效應(yīng)”。

　　光榮與夢想中國科學(xué)家的“使命”

　　薛其坤說，從科學(xué)研究的角度看，發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)是下一程科學(xué)研究的開始，因為科學(xué)探索的道路從未停止。他告訴科技日報記者，之前量子反常霍爾效應(yīng)是在接近零下273攝氏度中實現(xiàn)的，要想真正實現(xiàn)應(yīng)用，就需要把溫度往上升，所以現(xiàn)在團隊正在從這個方向上進行新的實驗。

　　就在剛剛過去的6月底，薛其坤和其他幾位科學(xué)家一起去了歐洲幾個國家。這段行程異常忙碌，每到一處，學(xué)術(shù)報告、交流、討論都是滿滿當(dāng)當(dāng)。但薛其坤說，他很高興，“因為這是中國科學(xué)家對世界科學(xué)發(fā)展的一點貢獻”。

　　這對薛其坤來說，是樂趣也是使命。薛其坤說，自己敬仰那些科技報國的科學(xué)家，也認(rèn)同“科學(xué)家的使命在于讓國家更加強大”，但是除此之外，他希望中國科學(xué)家以更開放的、更有責(zé)任感和使命感的心態(tài)為世界科學(xué)的發(fā)展、為人類文明的發(fā)展貢獻力量。

　　他說，科學(xué)家當(dāng)然要求真務(wù)實，要愛國敬業(yè)，但是在這之外我們應(yīng)該有更深遠的責(zé)任和廣闊的胸懷。正因為如此，中國科學(xué)家才要加倍努力，多出原創(chuàng)科學(xué)成果，引領(lǐng)世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展。