未来科学大奖物质科学奖得主薛其坤：蒙山小船乘风破浪，黄金时代的远大梦想
- 发布日期：2017-07-06 08:22:47
- 阅读次数：[12634]次
- 作者：
我们“科学家的故事”又与您见面啦！
继“博士僧”罗会仟、“北斗女神”徐颖之后，海淀·故事再度迎来重量级嘉宾。
您可能听过他的名字，却不一定知道他背后的经历与故事；您可能知道他所取得的成就，却不一定了解其中的份量与艰辛。作为一名必须以汗水托起成功、用辛勤承载真理的科学家，在更多时候，他就像一盏执着的长明灯，将希望并作斗志、把永恒当做信仰。
让我们一起走近这些与海淀渊源颇深的科学家，感受这段永不言弃的逐梦人生。
他是首届未来科学大奖的获得者，带领团队研究率先发现量子反常霍尔效应； 他是全国创新争先奖章获得者； 他是许多学子心中敬仰的“大先生”； 他就是清华大学副校长、中科院院士薛其坤教授。 走进清华大学理科楼，三层有一面院士墙，一眼就看见了薛教授的照片。 照片旁边的介绍很简洁，写着“材料物理学家，2005年当选为中国科学院院士；2005年起在清华大学物理系任教”。 薛其坤，1963年12月生，山东蒙阴人。2005年，他41岁，是中国科学院最年轻的院士之一。那时，他位于清华理科楼的实验室才刚刚打好地基，清华园里大多数人对这位个子不高、说话带着浓重沂蒙乡音的中年人还有些陌生。 12年后，薛其坤成为清华大学副校长，他和团队成为清华在基础科学领域的一张名片。12年，刚好是一个轮回。 “你们好啊！” 薛其坤从不远处走来，他穿着随意，笑容可掬，边跟我们寒暄着边带我们走向办公室。他走起路来风风火火，大步流星，等到了办公室，便热情地招呼我们坐下，再熟练地帮大家煮起咖啡来。 这是他在日本留学时养成的习惯了，那段日子学习任务实在是太繁重，他一直靠着咖啡提神，这似苦还甜的氤氲香气不知不觉陪伴了他这么多年。 薛教授的办公室不大，目光所及都是各种各样的书籍和资料。墙上贴着内容不一的图标、表格、实验数据和日程安排，简直立刻就能勾勒出这位院士忙碌的一天。 但这片学术天地并不是全然冰冷的，办公室的窗台上放着许多绿植，郁郁葱葱的，一看就经过了精心培育。窗边的一侧挂着一幅装裱的风景画，薛教授就在这幅温暖宁静的图景前跟我们聊了起来。 不想干农活便拼命学习 “我是一条小船，从小山村到达清华” 与许多人想象中不一样，盛誉满身的薛其坤其实并不是传统意义上的“天才”。从小生活在农村的他，虽然已经在外多年，还是一口浓浓的乡音。成为科学家并不是他从小就有的梦想，那时候他最大的愿望就是以后不用干农活，所以他便拼了命地学习。 就这样，薛其坤一路念到了高中，高考物理满分100，他考了99，听了班主任的建议，在什么都不懂的情况下，他报了山东大学的光学系激光专业并成功被录取。这在当时可是一个大新闻，轰动了他所在的小县城，家里喜气洋洋地摆开了流水席，共同祝贺这位从山区走出的大学生。 薛其坤获2013年影响中国年度科技人物。当年那个沂蒙新出炉的大学生，可曾在梦里见过这样的场景？ 大学毕业那一年，薛其坤尝试考过一次研究生，但没有成功。那时他来到北京实习，这是他第一次来到这么大的城市，北京的一切都那么新奇时髦，年轻的薛其坤对这里充满了无限向往。毕业后，他被分配至曲阜师范大学教书，舒适的工作环境、较为轻松的教学任务、每年三个月的假期，这在当时很多人看来都是极其完美的。 但薛其坤心里始终放不下北京，便利用空余时间再次准备考研究生。这一次的结果令人大跌眼镜，因为听说考试很简单，他根本没有好好复习，对题型也不是很了解。当成绩公布时，几乎把所有人都吓了一跳，薛其坤引以为傲的物理学科竟然只考了39分。恐怕没有人会相信这是一位中科院院士曾经的物理分数，当年的薛其坤也有些沮丧，不过他明白，自己基础不差，物理方面的资历也非常好，只是太过轻敌导致的“大意失荆州”。终于，在第三次备考时，经过充分准备的他成功收到了中科院物理所的研究生录取通知书。 他的研究生导师叫陆华，苏州人，说话办事干净利落，薛其坤既是他的开门弟子也是关门弟子。很大程度上来说，薛其坤良好的工作和生活习惯都是受这位导师的影响。“我以前穿着拖鞋就去实验室，踢着球一身汗也往实验室跑，他就经常批评我。有一次，我把一个同学单独留在实验室里玩游戏，被陆老师抓到了，他教育我要遵循基本规则。” 在薛其坤看来，他一生中最重要的三位导师对他的影响各有不同，日本导师对他很严格，教会他精益求精；美国导师人特别好，给了他很多机会陈述自己的想法。“所以他培养了我的科学品位，给了我很多科学判断方面的知识。” 薛其坤与日本硕士导师Sakurai夫妇 17位博士后、72位博士、3位硕士 “做我的学生要懂得与人沟通” 2016年，薛其坤为清华大学本科生作报告。 桃李不言，下自成蹊。执教18年，薛其坤已经培养了17位博士后、72位博士和3位硕士，可以称得上是硕果累累。谈及选择学生最注重的素质，薛其坤只说了两点：第一要对学习感兴趣；第二是要懂得与人沟通。很意外，他没有提任何学术科研上的要求，他如此解释：“要是对科研没有兴趣，两年了还在那打杂、学习基本功，可能没办法坚持下去；另外，我们是团队一起工作，高年级带低年级，大家互相帮助，如果不懂与人沟通，也会非常困难。” 在教学中遇到过各种各样的问题，薛其坤总结出的经验就是“因材施教”，他举例说：“有的学生遇到挫折做不下去了，你要多劝说，帮助他们克服这个问题；有的学生完全没有这个问题，基本不用管，我们老师很大的功能就是跟学生聊天，把他们各个方面的缺点改正过来。” 除去知识与技能的传授，薛其坤还常常与学生分享他的人生心得：“心胸宽广，就能走得远发展得好；如果斤斤计较，起码你不是一个幸福的人。” 他非常以自己的学生自豪，他们现在许多人都是所在高校或者科研一线的骨干。当然也有一些学生转行到其他领域，比如做金融和投行。对此，他完全可以接受，甚至有时候鼓励他们去挑战另一个领域。“也许他们在另一个领域会做得更大一些，如果经过四五年的熏陶，他们还不选择科研这个方向，说明他用时间和亲身经历发现了他不适合做这方面，或者可能对别的东西感兴趣，这都是可以接受的，但是无论走到哪里，对学习的兴趣、与人沟通的能力都是一样的。” 言语间，一位平易近人循循善诱的教师形象跃然纸上，没想到那时，薛其坤曾带过的一个博士后当场爆料：“薛老师特别好，和蔼可亲，但有一次看到学生在实验室办公室打游戏，当时就发火骂人了。” 面对突然冒出的“反对意见”，薛其坤忍不住笑着承认了，他说：“如果学生在这种基本规范上出问题了，一定要严厉指出来，我还是比较善于讽刺人的，尤其善于用非常语重心长的话，让他一点面子都没有。”他轻松地说，不过立马话锋一转，“一般情况下我还是比较和蔼的。” 薛老师的两位博士及博士后学生也来到了我们的采访现场，他们目前都是中科院各自专业的骨干研究成员。 一年工作330天，每天工作15小时 “这还是打了折扣的” 薛其坤目前最主要的两个身份，一个是清华大学的副校长，另一个是从事物理学研究的科研工作者，这也意味着他在全身心投入科学研究的同时，还有很多繁琐的行政事务亟待他去处理与决断。 “6：4” 是他在这两方面工作上的时间分配，6是行政，4是科研，看上去科研的时间要少一些，但这其中他有自己的考量——“我现在主要是在科研的宏观和战略上把握得多一点，思考团队的研究方向，在大的课题目标上多把把关、在关键的研究上建立层次，具体工作是年轻人在做，我会对他们的方向进行一些指导，这也是给他们提供一些锻炼的机会。” 薛其坤获2014年求是杰出科学家奖 除了科研方面的工作，薛其坤还要负责整个清华大学在科研方面的一部分行政工作。他会利用自己科研过程中的一些体会，去协调不同院系的沟通和交流，他说这比他一个团队的科研工作更重要。 的确，清华大学作为双一流建设的高校之一，科研工作对整个学校的发展和人才培养非常重要，这也对薛其坤的眼界和格局提出了一个更高的要求。 然而，无论是科学研究还是行政工作，薛其坤都是一个特别注重效率的人，这一点从他大步流星走路的样子就能看出来。“对！一般我今天要做什么事的话，我首先要找最优化的方法，不浪费时间，因为每天都有好多事情。” 双重身份带来双重责任，虽然现在说起来轻松，但这双倍的工作量的确是常人难以想象的。有时疲惫难免，但薛其坤却表示，一切都是最好的安排。以前在来回机场路上，他常常会因为路线选择不当耽误了10分钟而着急，但现在他的心态平和了很多，甚至还会问自己为什么不走这条路，为什么不趁着这10分钟多思考一下。“这10分钟可能很重要，有一些行政的事就可以在这零散的10分钟内做完，行程结束后的完整时间就可以用来思考科研。” 在清华，薛其坤有一个外号叫“7-11教授”。因为他全身心投入科研那段时间，每天都是早晨7点到实验室，晚上11点才离开，据说曾有学生想跟他比一比，最后没有一个赢了。 他的“7—11”作息是在日本留学时候养成的，他的导师是素来以治学严谨著称的樱井利夫，他要求薛其坤一周工作6天，7点来实验室，11点前不许离开。不论任何情况，必须准时。 “可能这种方式不是很科学，但它是经过时间验证的比较有效率的。” 虽然现在想起那段时光，仍觉非常辛苦，但薛其坤坦言因此让他更加勤奋。“对搞科研的人来说，勤奋是非常必要的，只有勤奋才能精益求精”。 在日本留学期间，薛其坤因为表现优异，获得一次去美国作报告的机会，但那时候的他口语表达能力非常差，于是他做了一个自称为“脱胎换骨”的练习，将那份20分钟的英文报告反反复复练习了80多次，时长也控制得恰到好处。 在那一次报告完毕后，他受到了学界很多专家学者的赞赏，或许在那时，命运的大门就已经敞开了。世界上没有哪一种成功，是一路顺风一蹴而就的。许多有巨大成就的人，并不一定有过人的才华，但必须要具备勤奋、执着和坚韧的品质，才能到达梦想的彼岸。 2013年，薛其坤出席美国物理学会新闻发布会。 有媒体在报道薛其坤的事迹时提到过这样几个数字：一年工作时间将近330天，每天工作15小时，年平均工作时长有5000个小时。对此，薛其坤委婉说道：“这还是打了折扣的。” 他一点没夸张，这么多年他从来没有假期，连去国外开会，主办方安排的旅行他几乎没参加过，“每次都是开完会就往回赶。”只有春节，他会回山东老家陪父母过一个星期。其他时间，就算是妻子想拉他去逛逛颐和园，即使与清华距离这么近，他都没去过。“如果没有特殊原因，我基本上除了过年，就在实验室，要不就出差，没有其它地方去。” 他也曾经是一个热爱足球的运动少年，也曾经热衷于沉浸在爱伦坡的推理世界里，但为了有更多时间进行研究，他几乎放弃了自己所有的业余爱好。即使这样，薛其坤还是觉得时间不够用，常常说要跟时间赛跑。 总感觉，一个人把大部分时间交给了实验室和工作，似乎没有什么快乐可言了。但薛其坤则连连摇头，称自己非常享受这种状态。“喝杯咖啡，在学校看看书，做点自己想做的报告，再思考点东西，这就是我最大的快乐，没有一点勉强在里面。”他说这番话时，一副欣欣然的样子。 薛其坤指导学生检查大型科学仪器 子非鱼，安知鱼之乐。有时虽然在实验室呆上一整天，他竟也不察日升日落，只觉得流光寸阴。世人皆言此间苦，但薛其坤却说，亦余心之所善兮，虽九死其犹未悔。 热爱孕育坚持，时间也是有魔法的，他生动地举了一个例子：“当专注做一件事时，连我平常绝对离不开的烟都忘记了。这有时跟做饭一样，比如说包饺子，这个过程中你只会专注于买什么材料，买多少，怎么剁馅，怎么包，如何色香味俱全……一直到吃上，不知不觉时间就过去了。这个感觉跟做实验的过程是一模一样，我要完成一个实验，要安排好器材，然后操作，等到执行下来一天就过去了，完全不知道时间是怎么过去的。” 他如此描摹实验室里的自己：有趣、忘我。本以为孤独、枯燥的实验室生活，他却感受到了无穷的快乐和无以言表的玄妙。“做实验的过程，其实是一个天马行空想象的过程。虽然你面对的东西是没有生命的，但你可以把他拟人化……” 说着这些，他眉飞色舞，我们似乎可以感受到，实验室里，薛其坤跟那些触及不到的的物质世界有着特有的交流方式，所以他越来越深刻地理解了“物理之美”。 “大自然能造万物，美妙的景色、花草、水果……这些东西实际上在深刻地展现着大自然的奥妙。你看，一代一代不同的大自然造就美，不同地质条件下会形成不同的动物、植物，为什么？”聊起物理，薛其坤完全沉浸其中，“再上升一个层次，为什么人都是对称的？为什么运动快的东西它一定是圆的？为什么车轮子它就不是一个方的……” 大千世界充满了人类难以想象的未解谜团，而科学就是第无数次接近真理。乘风破浪的旅途中永远会出现未知的挑战，这令他感到愉悦，薛其坤说，自己的每天的生活就是回答为什么，“科学家都是好奇的，他们的工作就是破题解惑”。而探寻谜底的过程，让他们乐此不疲。 薛其坤院士获2014年何梁何利科学与技术成就奖 发现量子反常霍尔效应 “在科学发现上，没有第二，只有冲” 2012年12月1日，薛其坤像往常一样开车到学校，刚停下就收到了学生的短信，称发现了量子反常霍尔效应。他压抑住心脏的狂跳，立马打电话过去再三确认情况，冷静地叮嘱学生下一步该怎么做，要求团队在最短时间内将成果“冲出来”。在科学发现上，没有第二，只有冲，他坦言道：“当发现一个科研成果时，你会很兴奋的，毕竟这么多年的努力，这是专利！如果第二做出来就会大打折扣。” 2013年，薛其坤及其团队发现量子反常霍尔效应，一起庆祝。 虽然已经过去了四年，但时至今日，薛其坤回忆起收到信息的那一刻，他还是抑制不住那种激动与欣慰，以及浸透骨髓的喜悦。这种感觉难以言喻，如果一定要形容，薛其坤笑着说，大热天喝冰可乐这种程度是比不上了，大约三伏天被直接扔进冰箱里的爽利可以和当时比拟一二。 个人的得失事小，但量子反常霍尔效应背后蕴藏的分量却是重而又重。这对薛其坤与他团队的激励无疑是巨大的，他意味深长地说：“你想想中国科学界过去60年来物理界发生的事情，能首先把这个弄出来，你就觉得国家特别有水平，那是一种激情和幸福，对我们这个团体也感到自豪骄傲，学生真厉害！” 薛其坤于量子反常霍尔效应发布会作报告 或许很多人还不能完全理解这项发现的重要程度，简单来说，在正常情况下，电子在器件中的运动是杂乱无章的，电子之间会发生很多碰撞，造成电子走弯路，导致电子产品产生过高能耗，从而发热。而薛其坤及其团队发现的量子反常霍尔效应，可以改变电子的运动轨迹，使其像在高速公路上行驶的汽车一样有序，减少了中间阻碍，降低热量消耗率，加快运行速度。这给普通大众带来的直接影响就是大家再也不用担心手机或电脑发热、耗电快、运行速度慢的问题，真正福泽万家。 事实上，自1988年，美国物理学家霍尔丹（F. Duncan M. Haldane）提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应以来，就不断有物理学家发表各种方案，然而在实验上并没有取得任何实质性进展。2008年，薛其坤率领团队开始投入这一领域，经过四年艰苦卓绝的研究，终于在世界范围内首次观测到了量子反常霍尔效应。美国《科学》杂志于2013年3月14日在线发表了这一研究成果。 2016年，诺贝尔奖委员会在总结三位获奖物理学家对学界的贡献时，在非常重要且关键的基础部分引用了薛其坤团队的相关实验，由此可见这项科研成果在国际上的重要影响。 2016年9月，薛其坤以“在利用分子束外延技术发现量子反常霍尔效应和单层铁硒超导等新奇量子效应方面做出的开拓性工作”摘得中国首届未来科学大奖物质科学奖。他很欣赏和认同未来科学大奖的Slogan——要让科学家成为年轻人的明星。这会鼓励更多的人从事科研工作，其重要性是不言而喻的。“科学创新科技强国，实际上这是人类共同存在的问题，从我们国家来讲，真要实现中华民族伟大复兴，必须要着眼大局，必须在技术上有大的引领。” 这次获奖为薛其坤带来了100万美金的奖金，在央视《开讲啦》节目中，撒贝宁曾问过他奖金的用途，他开玩笑说，要用来改善自己和学生的生活。 当再次提起这个话题时，他认真思考了一番后，坦言：“科学奖的贡献，其实很难用金钱来衡量，我想主要是一种努力奋斗的精神。” 人类的生命稍纵即逝，物质也会随着时间湮灭，唯有不朽的真理闪耀在历史的长河里。这也带给了薛其坤更加庄严而沉重的责任感与使命感，他说; “人类社会就是通过每一个小的发现，每一代科学家的努力，一步一步走到今天的信息时代来的。其实我们四年来的每一步、每一天、每一年都有收获，但我们期待的是一个更大的果实。” 曾几何时，量子反常霍尔效应和高温超导是物理学界最热门最前沿的两个研究课题。目前薛其坤已经完成了前者，下一步，他将朝着后者进发。 2016年薛其坤参加未来论坛峰会。 自从1986年高温超导体被发现以来，先后有十多个诺贝尔物理学奖获得者都参与过这一领域的研究。但是30年来，高温超导体的物理机制问题一直没有被完美解决，甚至变得越来越不清楚，这可能是凝聚态物理学上的一个世纪性难题。 而薛其坤将要投身进这个漩涡，2008年奥运会前后，他产生了把MBE技术用于发现全新的界面高温超导体系的新想法，并且很快作了相关推进。“目前我们在这一领域的研究已经显示出很好的迹象，实际上如果像我们预期的一样顺利的话，将来有可能产生比量子反常霍尔效应更重要的成果，甚至有可能解决高温超导的机理问题。” 出乎意料的是，薛其坤的想法其实与高温超导领域许多学术大牛的观点背道而驰，这是一次崭新的尝试，他将踏上前途未卜的征途。但薛其坤对此充满信心，学术的道路从来都是在一条细细的绳索上，与其说是让人行走，毋宁说是使人摔跤。前行的每一步都是有意义的，目标从来不在纸上，梦在前方，路在脚下。 当薛其坤还是一个蒙山少年的时候，他根本没有想到自己未来会成为一个科学家。在未来科学大奖颁奖礼上，他把自己比喻为一条始发沂蒙山区的小船，30多年来这艘小船，乘风破浪在地球转了一个圈。到济南读大学，到曲阜工作，到日本、美国留学，最终回到水木清华。 “小船把我人生的路途都串起来了，父母给了小船生命，小船有毛病了，导师帮他修修，方向不对了，导师给指导指导，我的学生赋予了小船更青春的生命……” 因为紧张，薛其坤说，他还有些话忘记说了。 回顾过往，他想要感谢的人有很多，但作为一位科学家，他最想要感恩这属于所有中国科学家的黄金时代。 大奖不是目的，更不是终结。薛其坤说每一天都是他的新起点，满载着荣耀与梦想的小船被注入了核反应堆式的动力，将再次扬帆远航。 夫天地者，万物之逆旅也；光阴者，百代之过客也。 一切还刚刚开始，而未来江山如画。 薛其坤院士特意为海淀·故事写下了寄语：一个人的能力是有限的，但努力是无限的。也许正是这一份永不放弃的执着让这艘小船始终笔直坚定，在更广阔的科学海洋中逐浪前行。 愿读到这里的每一个人都能永远心怀梦想，勇往直前！ 策划 / 何朝霞 采访、文 / 特邀记者·王江月 编辑 / 张丹 摄影 / 彭永伦 审校 / 张丹 图片提供 / 薛其坤