正文 刻苦但不痛苦:小量子裏大快樂(1 / 1)

■張漫子

薛其坤,這位在全球量子物理研究領域具有重要地位的中國科學家,用刻苦、堅韌與時間賽跑。在他的帶領下,中國團隊在物理實驗中首次發現量子反常霍爾效應,被國內外譽為“諾貝爾獎級的科研成果”。

發論文、作者排名

絕對不能成為科研目的

在同事看來,薛其坤是個看重團隊培養、注重人才培育的教授;而在學生看來,他又是一位亦師亦友的智慧長者。“薛老師是難得的智商與情商雙高的人。”薛其坤的同事和學生這樣評價他。

“中國科學界需要培養的應是指揮者,而不僅僅是執行者。”薛其坤以自己從事科研30餘年的經驗,深深地體會到時代對科學發展的要求。

在薛其坤帶領的研究團隊中,先後有5人獲得了國家傑出青年基金,其中有兩人入選教育部長江計劃特聘教授。

“基礎研究者必須有心存高遠的目標。”薛其坤認為,發論文、作者排名絕對不能成為科研目的。

在這個人人都急於出成果的年代,薛其坤更關注基本功的訓練。“我們做實驗物理的,不完全在於發了多少文章,首先需要掌握的是紮實的實驗技術。任何一個大的實驗物理學家,都是紮紮實實做出來的。”

向世界科學界衝刺

2012年10月的一個晚上,薛其坤收到學生短信,他們在實驗中發現了量子反常霍爾效應的跡象。薛其坤立即組織團隊人員,設計實驗方案,部署實驗細節,馬上實施檢測實驗。

接下來幾天的實驗中,團隊成員用“誠惶誠恐”形容當時的心情。25800歐姆,所有人期待著這個標誌性的數值。數據不停地跳動著,15800、20000、25800!數據停住了!

世界量子物理學將記住這一刻——在美國物理學家霍爾於1880年發現反常霍爾效應133年後,人類終於實現了其量子化。

量子反常霍爾效應的特征性行為順利得到驗證:材料在零磁場中的反常霍爾電阻達到量子電阻的數值並形成一個平台,同時縱向電阻急劇降低並趨近於零。

對於量子霍爾效應,薛其坤打了個比方:普通狀態下的電子運動軌跡是無序的,時有碰撞。量子霍爾效應裏的電子在外加磁場的情況下,運動在“高速公路”上,分道行駛。

而在量子反常霍爾效應中,無需在材料中外加磁場,即可實現電子的“分道行駛”。這將解決了外加磁場在實際應用中“價格昂貴”“體積龐大”“不適於便攜式電子設備”等難題,也將可能加速推進信息技術革命,在未來研製出極低能耗的電子器件。

結果揭曉當天,薛其坤帶了兩瓶香檳,與團隊合影,留下這珍貴的回憶。這天,離2008年10月實驗開始已整整4年。

一開始,薛其坤和團隊沿國際上技術路線進行嚐試,總是失敗。漸漸地,他們開始探索用不同元素和結構來生長材料。1000個樣品,一次次生長、測量,一次次不順利、調整,再生長、再測量……終於,一個個激動人心的成果接踵而至。

忘我的7-11教授

2013年3月15日,《科學》雜誌發表了一項震驚物理學界的成果——薛其坤領銜的團隊在實驗中首次發現量子反常霍爾效應。

清華大學物理係前主任朱邦芬院士回憶說,“早上7點進實驗室,晚11點才離開,這樣的作息時間,其坤已經堅持了20多年。”幾乎所有認識薛其坤的人都知道他“7-11”式的生活軌跡。

在薛其坤看來,他最缺少的就是時間。“就我了解,全世界從事實驗物理研究並取得重要成就的人無一例外是刻苦的。”

進入“量子反常霍爾效應”實驗團隊兩年,清華大學物理係博士生馮硝也被薛其坤的刻苦精神深深感染。“一開始覺得這樣很累很枯燥,可在薛老師帶領下,每觀測到一個漂亮的數據,那幸福,真是無以言表!”

如今,薛其坤身兼中國科學院院士、清華大學副校長、科研團隊掌舵人等多重職責,時間更加緊張。“我一直在尋找一個平衡,白天處理學校科研事務,晚上泡在實驗室。”

他說,7-11的生活不是誰都可以。你若不能深入其中,這樣的刻苦便是一種痛苦,最終會讓人崩潰;你若進入了科學的世界,便能從中獲得快樂,這樣的堅持是一種享受,這樣的刻苦才不是痛苦。