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量子世界的“中国神探”

——记中科院院士、清华大学副校长薛其坤

来源:中国教育报 2015-6-3 万玉凤

  首次从实验上观测到量子反常霍尔效应,这一世界基础研究领域的重大发现,让薛其坤以国际著名实验物理学家的身份进入公众视野。

  荣誉背后,是每天早上7点到实验室,夜里11点才离开,这个作息时间薛其坤保持了20年。他忘我工作的形象深入人心,学生们甚至私下管他叫“7—11”。

  两年来,他带领科研团队屡有新的斩获,发现了零量子电阻平台,准备在国际上发表;作为清华大学主管科研的副校长,他想把他的科研经验毫无保留地传授给学生,并带领学生在攀登科学险峰的征途中不断前行。

为人师,让学生领略科研真谛

  35岁被评为正教授,41岁被增选为中国科学院院士,不到50岁晋升为清华大学副校长。然而,在诸多显赫的头衔中,薛其坤更喜欢被称为“老师”。

  在学生眼里,薛其坤乐观、幽默、充满活力,大部分时候都很和蔼,还经常买好吃的“贿赂”他们。但对实验技术与科研训练,薛老师的要求却近乎苛刻。

  写报告,一个标点符号的错误,他都会挑出来;操作仪器,是按顺时针还是逆时针,他都要求学生养成习惯,做到闭着眼睛都能操作无误。

  薛其坤说,不能让学生为了发文章、好找工作而来做实验,而是希望他们志在把某个科学问题搞清楚,并在这个过程中培养他们科研的基本技能,让他们学到从科研执行者到指挥者的方法和路径。

  “练好‘童子功’,科研机会来了,你就能抓住它。”学生常翠祖就尝到了甜头。他在麻省理工学院做博士后期间,凭借在薛其坤科研团队打下的扎实功底,成功帮助麻省理工重复实验并验证了量子反常霍尔效应。

  “基础研究就像是上山摘樱桃,你假设山上有樱桃,但并不意味着实际上真有樱桃,并且在上山的过程中,每一步会经历什么,你能发现什么,完全都是不确定的,有时阶段性的发现会很奇妙,就像读侦探小说一样,不到最后一刻不知结局是什么,它会吸引你不停走下去。”薛其坤给记者打了个比方,解释他眼中的基础研究。

  要想真正进入科学殿堂,“童子功”只是第一步。薛其坤也是在国内做了5年基础研究,又在日本、美国留学,经历了近乎“魔鬼式”的科研训练之后,才渐入佳境。在他看来,设计好的实验步骤、激发学生的好奇心很重要,要让学生在一步步战胜困难的成就感中,走上科研之路。

  1999年回国至今,薛其坤已经指导了12名博士后,其中7名晋升为教授或研究员;他还培养了近50名博士,其中3人入选“青年千人计划”、3人入选国家基金委优秀青年基金计划、2人入选中科院“百人计划”。

带团队,讲究协同创新艺术

  在美国物理学家霍尔发现反常霍尔效应130多年后,2013年3月,薛其坤带领的团队实现了反常霍尔效应的量子化,这是中国科学家从实验上独立观测到的一个重要物理效应,也是世界基础研究领域的一项重大科学发现。

  薛其坤将攻克量子反常霍尔效应的秘诀,归结为“团队攻关+高超的实验技术”,相比于积累了近20年的实验技术,他更看重团队攻关的力量。

  薛其坤的研究团队,包括清华大学、中科院物理所等4个研究组,另外还有20多名研究生。分散在不同地方的实验团队成员,每天都通过电话和邮件交流实验结果,每隔两三周召开团队协作会。

  薛其坤深知,要想真正实现协同作战并非易事,特别是在实验物理领域,就像一台机器,只有每个零部件都能发挥最大作用,才能运转良好。

  “这不仅要明晰大目标,还要确认每个人的攻关重点,理顺彼此之间的关系,加之基础研究本身的不确定性,随时可能遭遇挫败。”薛其坤说。

  在攻克量子反常霍尔效应的4年多里,除了经常组织篮球赛、羽毛球赛营造和谐的团队文化外,他还常常和团队成员一起“泡”在实验室,在生长和测量样品的过程中,启发他们明白团队协作的重要性,学会怎么做高水平科研。

  可每次得奖,薛其坤却“往后缩”,把年轻人推上去,并注重平衡每个人的机会。在周围的人看来,也只有薛其坤才能凝聚起这么多力量去做这项研究。清华大学物理系前主任朱邦芬院士评价他:“不仅智商高,情商也高,总能找到顶级的合作伙伴,并让每一个人都发挥很好的作用。”

  目前,随着马旭村、陈曦、王亚愚、何珂等团队中年轻的科学家脱颖而出,在拓扑绝缘体、低维超导和纳米科学等3个物理学的热点研究方向上,薛其坤研究团队的水平,已经居于世界领先行列。

管科研,瞄准国际前沿勾勒蓝图

  “现在,我国在科研重大发现上,已经有了‘点’和‘线’的突破,下一步期待‘面’上的突破。”薛其坤认为,这离不开高校的人才培养。

  薛其坤说,我们曾经经历了特殊的时期,像他这代人接受正规的系统科学训练已经很晚,所以需要比别人更加刻苦弥补这个差距。他把更大的希望寄托在学生一代身上。

  “国家连续多年来对基础科学领域的投入都大幅增长,这是一个极大的鼓舞。而我们要做的,就是把比较成熟的研究方法和研究习惯传承下去,让研究少走弯路。”薛其坤说。

  自2013年5月出任清华大学分管科研副校长以来,薛其坤作为国际著名科学家的能量,在更大范围得到释放。

  他凭借自己对国际科研发展趋势的敏锐把握,在制定学校科研工作规划时,在交叉学科布局、跨学科研究团队建设等方面,都进行了很好的设计。

  但薛其坤时刻都能感受到肩上沉甸甸的责任。不管做教授,还是做科研、管理科研,他都要求自己,“必须把功夫用到”。

  回国十几年来,薛其坤几乎没有休息过一个假期和周末,每天平均工作15个小时,每年工作时间在330天以上。

  “科学来不得半点马虎,人才培养也要循序渐进。”面对“钱学森之问”,薛其坤认为,解决的关键在时间,“中国科学大发展才搞了20多年,再有10年、20年,这个问题或许就不难解决了。”

 

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2015-06-03 13:45:54]
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