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。諾貝爾獎獲得者楊振寧稱:「這是從中國實驗室裡,第一次發表出了諾貝爾獎級的物理學論文!」從此我們認識了薛其坤教授,35 歲當教授,41 歲就成為中國科學院最年輕的院士之一,清華大學副校長,50 歲攻克量子世界難題,科研碩果纍纍。這樣的薛教授仿若天才,離我們無比遙遠。再之後,央視《開講啦》、《朗讀者》、山東大學育賢校友講壇,我們聽這位操著濃濃山東口音來自沂蒙山區的薛教授講他的科研之路,卻是無比親切、引為楷模,曾被導師認為「不是做科研的料」到發表諾獎級論文,薛教授是如何實現逆襲的?
「樂觀抗打、不懼困難」的薛其坤教授
1984 年薛其坤第一次考研失敗,高等數學只考了 39 分,他被分配到曲阜師範大學物理系教書。1986 年再次考研,再次失敗,大學物理只得了 39 分。兩度考研失利,流逝的不僅僅是時間,也許還有機遇,但是薛其坤樂觀的性格,在短短的不開心之後就開始查缺補漏,準備第三次再戰考研。1987 年,畢業的三年以後,第三次考研,終於實現了當研究生的理想,如願考上了中科院物理所。他經受的考驗並沒有就此止步,別人五年就能讀完的博士研究生,薛其坤整整讀了 7 年。1992 年,薛其坤作為中國和日本聯合培養的博士生被送到位於日本仙臺,他的科研之路才發生了關鍵性的轉機。去日本之前,薛其坤跟著國內的導師學習了
五年,而導師對他的印象是,「這傢伙一點都不像做科學研究的人,是一個非常勤奮、非常樸素的優秀孩子,但是他絕對不是一個做科學的料。」薛其坤回憶說。在留學期間,尤其是前一兩年裡,他遇到了人生最難的難關,「差一點沒有克服過去,就徹底放棄科學的生涯。」
薛其坤在日本學習的實驗室,被稱為「7-11 實驗室」,教授要求 7 點到實驗室,11 點才能離開,一個星期工作六天。「一個星期就扛不住了,六點鐘起床,晚上十一點騎自行車回家,到家十一點半,餓得了不得,那時候很年輕,想吃,吃完了以後基本上不能洗漱就睡了。中午只有一個小時的吃飯時間,太困了,就座在公共衛生間的馬桶上,悄悄眯一會兒……」
薛其坤的英語口語還是全實驗室最差的,「基本聽不懂導師在說什麼,做實驗室給導師遞工具遞的都是錯的,也不認識人,語言不通,精神上孤獨,舉目無親。」在這種情況下,薛其坤讓自己一定要堅持,「也許是學校對我的培養,再加上我的老家小時候環境給我的薰陶,一定要堅持,起碼不能給中國的留學生丟人,一定要堅持。」
一年半之後,薛其坤憑藉紮實功底和超常付出,他取得了一個科研上的重要突破——是 7-11 實驗室三十年來最大成果。艱苦的求學經歷,似乎點燃了他對科學發自肺腑的熱愛,還促成了超刻苦的學術精神。回國後的薛其坤,已經完全像變了一個人。在接下來的 20 年間,他沒休息過一個完整的假期和周末,他從「7-11」博士變成了「7-11」院士,
真正享受「7-11」科研生活。每年,平均工作時間在 330 天以上,每天,
工作時間在 15 小時左右,年平均工作時間,高達 5000 小時。
「專注嚴謹、追求極致」的薛教授
1996 年,33 歲的薛其坤被邀請在世界物理學規模最大的美國物理學會年會上做報告,但是糟糕的英語口語讓他面臨挑戰而不知所措。為了保證萬無一失,他把講的每個單詞、每句話寫下來,模擬練習了 80 多遍。不但糾正了發音,還把演講進度控制在秒上,連每個單詞做什麼手勢,他都練習到位。「我把這個報告的時間嚴格掌握在 5 秒的誤差,後來我每個英語報告,每個學術報告都按照這種要求,」薛其坤說。
1999年,他入選中科院「百人計劃」,在祖國需要的時候,滿腔熱忱地回到中國工作。
50歲這年,攻克量子反常霍爾效應的重大發現,讓薛其坤聲名鵲起。他至今還記得這個場景,2012 年 10 月 12 日晚 10 時 35 分,剛從實驗室回家剛把車停好,就收到學生常翠祖的一條簡訊,「薛老師,量子反常霍爾效應出來了,等待詳細測量。」
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。2 5800 歐姆,所有人期待著這個標誌性的數值。數據不停地跳動著,158 00、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 130 多年後,人類終於實現了其量子化。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。
薛其坤教授說,「只要你勤奮、執著、專注,就不會在世上一事無成。」所有立志考研的海文學子以此共勉。