薛其昆:中国科学家应该勇敢地承担起世界责任

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近日，清华大学的招生宣传影片《从一个到无限》讲述了学会改变命运的故事，这使得中科院院士、清华大学副校长和物理学家薛启昆的励志经历有了新一轮的交流——从物理学开始。失败的“学习败类”，在41岁时成为最年轻的院士；从沂蒙山区的牛仔到走向世界的顶尖科学家，薛奇坤30多年来每天工作15个小时，最终带领他的团队发现了量子反常霍尔效应。

薛奇坤说，他心中有许多“责任”，这些责任是具体的、多维的。对于这些职责和任务，他愿意整天呆在实验室里做研究；愿意从大学讲台到小学教室为儿童做科普工作；我愿意抽出时间在世界各地发表学术报告。

“我希望在孩子们的心中，科学家是有趣的、正派的和活泼的，这样更多的年轻人会愿意从事科学研究；我希望中国科学家是开放的，有使命感，我们有意愿和能力为世界科技和人类文明的发展做出贡献。习近平总书记表示，我们坚持融入全球科技创新网络，树立人类命运共同体意识，深入参与全球科技创新治理，积极推出全球创新议题。每一个小系列的科学研究都应该是实践者。”在清华大学物理系的办公室里，薛其坤向《科技日报》记者讲述了他作为一名科学家的“荣耀与梦想”。

量子反常霍尔效应

——中国对量子世界的探索

2019年初，由中国科学院薛启坤院士和中国科学院物理研究所实验组牵头的清华大学完成了“量子反常霍尔效应的实验发现”，获得2018年国家自然科学奖一等奖。这一奖项意味着在过去的几年里，薛其昆的研究团队在量子材料研究方面取得了一系列国际领先的科研成果，得到了学术界的高度认可。

时间可以追溯到2013年，这是本研究的一个关键节点。3月15日，《科学》发表了一篇文章，宣布清华大学物理系薛其昆院士和中国科学院物理研究所领导的实验小组首次发现了量子反常霍尔效应，这意味着中国科学家首次观察到了量子霍尔效应物理领域一个期待已久的重要现象。

“量子反常霍尔效应”是一个大多数人无法理解的术语。然而，它使得将微观世界中的奇妙现象转化为宏观世界成为可能。在微观世界中，没有强磁场，电子可以有序地在自己的跑道上运行。如果这些现象能够在宏观世界中实现，就有可能穿墙而过，永远不会停留在我们神话的传说中。

从理论到实验

——薛其坤团队领先

“我们在国际学术会议上首次了解到量子反常霍尔效应的理论进展。当时，科学研究直觉告诉我，这是一个非常重要的研究方向。当我们回来时，我们和团队讨论开始相关的实验。”每次薛奇坤回忆这些往事时，他都会强调理解尖端科学的重要性以及年轻人科研判断能力的重要意义。

2008年前后，中国物理学家、斯坦福大学的张首晟教授等理论物理学家提出了用磁拓扑绝缘体实现量子反常霍尔效应的方案，并从理论上提出了用这种材料实现量子反常霍尔效应的可能性，但在实验中能否找到这种材料还不得而知。作为一名长期从事量子物理研究的科学家，薛其昆意识到这是一个值得中国深入研究的领域。从那以后，他和他的团队对拓扑绝缘体中的新量子效应进行了实验研究。

自2009年以来，薛其昆院士领导的实验研究团队与清华大学、中国科学院物理研究所和斯坦福大学的研究人员合作，共同解决量子反常霍尔效应实验实现中的关键问题。他们测试了1000多个样品，一步一步克服了许多障碍，最终找到了一种叫做“磁性拓扑绝缘体薄膜”的特殊材料，并在实验中观察到了“量子反常霍尔效应”。(科技日报记者李燕)

责任:吉爱玲