复旦大学二维共轭材料与器件实验室
暨 高分子科学系魏大程课题组
Two Dimensional Conjugated Material and Device Laboratory & Wei's Group @ Fudan University
清华副校长薛其坤:从考研三次到腰缠万贯的科学家


“德国总理默克尔是位物理学家,美国总统不是科学家,你看他的所作所为。”5月26日,54岁的清华大学副校长薛其坤在未来论坛深圳峰会上对话中学生,以这个例子巧妙地回答关于“科学是否能反映真善美,改变人性”的提问。
薛其坤认为,科学发展首先要尊重客观规律,大部分科学家在研究科学过程中,会对自然和人有正确的认识。“特朗普偏金融一点,硬一点;科学家更人性一点,更善良一点。”
2016年,薛其坤凭借发现量子反常霍尔效应获颁首届未来科学大奖物质科学奖。这是中国大陆首个由科学家和企业家群体共同发起的民间科学奖项,重在奖励为大中华区科学发展做出突出贡献的科学家,单项奖金高达100万美元。
薛其坤由此在现场调侃道:“我也是腰缠万贯的科学家了。”这先是引发了一阵笑声,接着自香港、澳门、深圳三地的200多名中学生不禁为这直率的言论而长久地鼓掌。
薛其坤在两个重要领域中均做出了突破性贡献,一是量子反常霍尔效应,二是高温超导。“这两个领域时物理学中从业人员最多的,最热的话题,在物理学赶时髦必须赶这两个。”薛其坤曾介绍道。
这两项“时髦”的研究,目标是相同的:破解欧姆定律的“魔咒”。在欧姆定律的经典叙事下,导线通过的电流应该与导线的电阻成反比。但电阻的存在又会导致导线和电子器件的发热,而且这个热量等于通过导线的电流的平方,乘上电阻和通电时间。人类生活中大量的能源就在这个发热过程中被浪费了。
2012年12月,薛其坤团队经过近4年的研究,首次利用分子束外延方法生长出铬(Cr)掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体的薄膜,并用该薄膜制备场效应器件,在极低温和零磁场条件下观察到霍尔电阻达到了量子化的数值,标志着实验上首次实现量子反常霍尔效应。这为人类发展新一代低能耗电子学器件带来了曙光,被杨振宁评价为“诺贝尔奖级别的发现”。
考研三次,读研七年
这次,薛其坤借“腰缠万贯”这个话题发挥,用自己和现场主持人、好耶集团董事长陈恂的经历鼓励中学生们:“当你们选择理想的时候,希望把科学放在重要的位置。”
“陈总上的是北京大学物理学系,他曾代表中国参加国际物理奥林匹克竞赛获得银奖。我想他那时候追求的理想是科学,打好了深厚的基础。他从北大毕业后到了美国斯坦福大学读物理学博士,天天在实验室观察原子,培养出的敏锐眼光使他变成腰缠万贯的企业家。”
不过,在成为“腰缠万贯的科学家”之前,薛其坤却堪称中国教育界一个不成功的典型案例。
从山东大学本科毕业后,薛其坤的科学家之路异常坎坷。他考研考了三次才成功,“一战”高等数学只得了39分,“二战”大学物理只得了39分。“三战”虽告捷,研究生又读了7年才毕业:“这在中国是非常不成功的例子,我就是这样的例子,但我坚持下来了。”
薛其坤分享了他补齐一个重要短板——语言短板的经历。见过薛其坤的人,恐怕都难以忘记他浓重的山东沂蒙口音。薛其坤本人也并不介意自我调侃:“我刚到北京的时候,连普通话都说不标准,又怎么说流利的英语呢?”
读研7年后,薛其坤的导师奖励他去美国做报告的机会。为了克服语言问题,他将这个20分钟的报告练习80多遍,对时间的把握到了出神入化的程度,基本上能精确到提前5秒钟结束。
薛其坤再次鼓励在场的学生:“希望你们用我练80多遍英语的经验不断补齐自己的短板,一定会把自己的工作做好。如果你想成为一位科学家,虽然基础不像陈总那么好,通过努力还是可以拿到100万美金的大奖,成为一名腰缠万贯的科学家。”
科研的生活简单有序
勤能补拙贯穿着薛其坤的学术生涯,直到现在,他还在清华校园里享有“711教授”的雅号:每天早上7点进实验室,晚上11点才出来。
他将这样的生活概括为“简单有序”。当一名来自香港的中学生提问“科研到底是什么”,薛其坤如此描述道:“很好的问题,我用一句话来讲,如果进入科学领域,生活会非常美好,很多时候会忘掉时间、忘掉烦恼。
自然界是科学的世界,很简单。不像和人打交道,有的时候非常困难,不是你能控制的。科学相对来讲简单一点,只要你去努力探索,它就会把最美丽的展示给你,生活简单有序。”
作为一名物理学家,薛其坤经常这样感性地试图用文学化的语言描述自己的观点。他曾在未来科学大奖物质科学奖的颁奖典礼上把自己比喻为一艘始发沂蒙山区的小船,“父母给了小船生命;小船有毛病了,导师帮忙修修,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……”
这或许与他看重人文素养有关。他认为,人文素养不仅能使写出来的科学论文比较优美,获得别人的认可,更重要的是一种心灵上的指引。比如科学上碰到困难的时候,以史为鉴可以提供思路。
“有些科学上的灵感,可能是刹那间的,不是那么直接,中国有句话:只可意会不可言传。科学上产生灵感是极其重要的。”他说道。
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