要做有“品位”的科研

发布时间:2024-07-21 17:18:54 来源: sp20240721

原标题:要做有“品位”的科研

黑色西装,略有些花白的头发,招牌式灿烂的笑容,10月25日下午4时30分,清华大学理科楼一间不大的会议室里,巴克利奖获奖者薛其坤准时出现在媒体面前。

前一天,美国物理学会宣布,中国科学院院士、清华大学教授、南方科技大学校长薛其坤获得本年度的巴克利奖。他成为该奖授奖70年以来首位中国籍获奖者。

尽管大部分人对这个奖很陌生,也不了解凝聚态物理,但“70年”“首次”“中国籍物理学家”这些关键词迅速引起公众关注——这再次体现中国基础科学研究取得的重大进步;中国科学家做出的具有重大突破意义的研究成果,已然踏入世界舞台中央,在科学发展的“第一梯队”大放异彩。

“这些成果的取得,得益于改革开放以来国家科技实力的持续壮大和基础科学研究的长期深厚积累。因此,荣誉属于团队中的每一位研究者,更属于国家。”薛其坤表示。

勇气和勤奋

巴克利奖被公认为是国际凝聚态物理领域的最高奖,旨在表彰在凝聚态物理领域作出卓越贡献的科学家。凭借拓扑绝缘体研究和在拓扑绝缘体中发现量子反常霍尔效应的创新突破,薛其坤荣获该奖项。

从20世纪80年代开始,有关“量子霍尔效应”的研究已数次斩获诺贝尔奖,但围绕“量子反常霍尔效应”的研究却一直进展缓慢,全世界的物理学家都在苦苦探索。

2008年,华裔物理学家张首晟提出了在磁性拓扑绝缘体中实验量子反常霍尔效应的方向,引发各国科学家竞相投入实验。

“要找到这种材料,好比要求一个运动员具有刘翔的速度、姚明的高度和郭晶晶的技巧,实际上,材料要满足其中任何一点要求都具有相当大的难度,要同时满足这三点,对实验物理学家来说,是一个巨大的挑战。”清华大学物理系教授王亚愚曾如此形容实验的巨大难度。

薛其坤也回忆道:“拓扑绝缘体刚刚在理论上被提出来,现实中、实验中会怎么样,谁也不知道,都是不确定的。”

但他还是选择进入这个“无人区”。

2012年底,在克服了一道又一道难关后,薛其坤和团队终于成功地在实验上观测到了量子反常霍尔效应,这项“世界首次”的成果于2013年3月在美国《科学》杂志发表,审稿人将其评价为“凝聚态物理界一项里程碑式的工作”。

薛其坤也因为在这过程中异于常人的勤奋被同事称为“7—11教授”,即工作时间从早7点到晚11点。

“薛教授是我见过的最勤奋的人,没有之一。”中国科学院院士、清华大学物理系主任段文晖笑称。

信念和坚持

过去10年,薛其坤和研究团队对拓扑量子物理的探索从未停止,与此同时,他们不断尝试提高观测温度、积极寻找新材料并取得了重要进展。

高温超导机理则是薛其坤团队想要攻克的另一个难题。“在开展量子霍尔效应研究后不久,我们就开始了高温超导方面的探索。”薛其坤说。

2012年,薛其坤带领清华大学物理系研究团队发现了单层铁硒与钛酸锶衬底结合而产生出的界面高温超导。这一发现挑战了主流共识。

“当时确实有一些质疑的声音,而且我们团队不是做高温超导的,没有这方面基础,别人对我们的资历也有些质疑,发论文都很难,有时候跟审稿人要‘斗争’好几年。”薛其坤笑称,“好在,在我的鼓励下,大家都坚持下来了。”

“薛老师给我印象最深的是他不怕困难,困难越大他越较真,这是他对我影响最大的地方。”清华大学物理系副主任、量子反常霍尔效应团队成员何珂说。

面对困难,信念和坚持是薛其坤最典型的标签。他曾三战考研,却在41岁时成为中国科学院最年轻的院士之一;他曾花了7年时间才拿下博士文凭,却“连自己也没有想过”地做出让全世界瞩目的成就。

“年轻科研工作者们一定要有信念,要自信。”薛其坤总结道。

采访中,薛其坤介绍了接下来的两个研究方向,一是继续将拓扑绝缘体及量子反常霍尔效应研究推向一个新的高度。他透露,团队正准备与我国计量研究机构合作,尝试将成果应用于电阻量子标准的制定。二是计划研究高温超导机理,从而更新凝聚态物理基础理论。

“如果我们把谜底揭开了,就有可能设计出高温超导材料,在室温下甚至更高温度下实现超导,这将是对全人类的重要贡献。”薛其坤充满期待。

品位和初心

量子反常霍尔效应和高温超导是两个似乎没有关系的课题,谈及为何决定开展跨领域研究的这个话题,一向谦虚低调的薛其坤不吝对自己的肯定:“我觉得确实是因为比较好的物理学敏感性和学术品位。”

段文晖的评价亦是如此:“薛教授有超出常人的物理学直觉和学术品位,他总是能准确判断该往哪个方向走。”

在薛其坤看来,好的学术品位是可以培养的。“量子反常霍尔效应和高温超导都是探究电子在微观世界运动规律的,它们在最基础的层面上有相通之处,所以可以逐步锻炼出对课题的敏感性。”

从另一个角度看,好的学术品位或许也因为薛其坤始终心怀为国家甚至人类作点贡献的愿景,以及对科学的热爱和追求。

“薛老师总是鼓励我们要去思考一些大问题,要走在前沿,考虑哪些问题能引领一个新方向。”何珂说。

采访当天,薛其坤在用一个小时回应公众关切的同时,也勉励包括自己在内的中国科学家,要始终面向国家重大需求,以基础研究助力技术革命和产业更新、推动社会进步和人民幸福;要始终面向世界科技前沿,以不懈努力为世界科学发展贡献中国智慧,在国际顶级的学术舞台上奏响属于中国人的科学强音!(记者 操秀英)

(责编:李昉、孙竞)