傅雪

薛其坤對(duì)極致的追求，早已經(jīng)內(nèi)化在他的血液里，成為了一種不自覺(jué)的行事方式。

“科研確實(shí)存在一定的運(yùn)氣，和一個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展階段有關(guān)，每個(gè)領(lǐng)域、每個(gè)階段都會(huì)有科學(xué)上的機(jī)遇。

當(dāng)一切都準(zhǔn)備好的話，一旦有新的機(jī)遇來(lái)臨，運(yùn)氣就會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。

最主要的是要把基本功練好。”

薛其坤教授愛(ài)喝咖啡，朋友來(lái)了也會(huì)熱情地勸人來(lái)一杯。在未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)播放的短視頻里，有一個(gè)鏡頭正好捕捉到了薛教授辦公室咕嘟咕嘟響煮咖啡的場(chǎng)景。但不為人知的是，薛教授愛(ài)上喝咖啡的原因卻是苦澀的。

2017年1月15日晚，作為獲得物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)的杰出科學(xué)家，站在首屆未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮舞臺(tái)上的薛其坤教授光彩奪目。他獲得本次物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)，其貢獻(xiàn)是利用分子束外延技術(shù)發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)和單層鐵硒超導(dǎo)等新奇量子效應(yīng)方面做出的開(kāi)拓性工作。薛教授關(guān)于量子反?；魻栃?yīng)的發(fā)現(xiàn)，被楊振寧先生評(píng)價(jià)為“諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)”的科研成果。

“量子反?；魻栃?yīng)的應(yīng)用價(jià)值不亞于電的發(fā)明”。4月的清華園草長(zhǎng)鶯飛，薛教授在辦公室煮著咖啡，通俗地向我們介紹他的科研成果。電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)因?yàn)橄嗷ヅ鲎捕鴮?dǎo)致器件發(fā)熱、效率不高且造成能源浪費(fèi)，而量子霍爾效應(yīng)則使電子像高速路上的汽車一樣，分車道分方向行駛，從而大大降低能耗。但普通量子霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生需要強(qiáng)磁場(chǎng)，成本非常昂貴。如果可以找到一種材料，不需要外加磁場(chǎng)，就可以實(shí)現(xiàn)電子的有序運(yùn)動(dòng)，也就是實(shí)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)。薛教授利用分子束外延技術(shù)找到了這種材料，并在這種材料中實(shí)現(xiàn)了量子反常霍爾效應(yīng)。這為人類發(fā)展新一代低能耗電子學(xué)器件帶來(lái)了曙光。

在頒獎(jiǎng)典禮上的視頻短片中，一個(gè)學(xué)生使用了一個(gè)一長(zhǎng)一短、合不攏的鑷子做實(shí)驗(yàn)，視頻里的薛教授說(shuō)：“這在我們老家叫意歪，湊合著能過(guò)就過(guò)，這是做科研的大忌。”他對(duì)學(xué)生諄諄教導(dǎo)，在以后的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要牢記他講到的這一點(diǎn)，追求極致。

在追問(wèn)薛教授為什么能取得成功時(shí)，視頻里師生間的交談給出了答案。追求極致的精神早已經(jīng)內(nèi)化在薛教授的血液里，成為一種不自覺(jué)的行事方式。

1994年，薛其坤在日本櫻井教授實(shí)驗(yàn)室做中日聯(lián)合培養(yǎng)生，與同在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的中科院物理所周軍明教授一起做實(shí)驗(yàn)，很快就出了好結(jié)果，最終發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》（《Physical Review Letters》）雜志上?！段锢碓u(píng)論快報(bào)》是美國(guó)物理學(xué)學(xué)會(huì)主辦的學(xué)術(shù)期刊，在物理學(xué)領(lǐng)域是最權(quán)威的雜志。正是因?yàn)檫@項(xiàng)工作成績(jī)突出，1995年，薛其坤受邀在物理學(xué)領(lǐng)域規(guī)模最大的美國(guó)物理學(xué)會(huì)年會(huì)上作報(bào)告。

這是他的第一個(gè)英語(yǔ)報(bào)告，當(dāng)時(shí)他的口語(yǔ)相當(dāng)差。為了將這個(gè)報(bào)告作好，薛其坤將報(bào)告演講的內(nèi)容一字不落地寫(xiě)了下來(lái)，經(jīng)過(guò)反復(fù)修改后，就開(kāi)始了演練，一共練了80多遍，終于把20分鐘報(bào)告時(shí)間的誤差控制在10秒以內(nèi)。其實(shí)在練習(xí)到二三十遍的時(shí)候，薛其坤就已經(jīng)熟練掌握了節(jié)奏，但他堅(jiān)持練了80多遍，直到練習(xí)到念哪個(gè)單詞應(yīng)該看左邊的觀眾，念到哪個(gè)單詞應(yīng)該看右邊的觀眾，念到哪個(gè)單詞應(yīng)該看哪一位嘉賓時(shí)，這才覺(jué)得可以了。結(jié)果，在當(dāng)年的報(bào)告會(huì)上，這位來(lái)自中國(guó)的博士生大放異彩。平時(shí)只能在文獻(xiàn)上見(jiàn)到的頂尖教授紛紛起立走過(guò)來(lái)和他握手，薛其坤說(shuō)，“我當(dāng)時(shí)感到了一種追求極致的快樂(lè)”。

薛其坤教授人生中有很多轉(zhuǎn)折點(diǎn)，但最重要的一次莫過(guò)于1992年，他的中國(guó)導(dǎo)師陸華教授把他引薦給日本櫻井利夫教授，而櫻井教授又是德裔美籍著名科學(xué)家E.W.Muller的關(guān)門(mén)弟子。自此，一個(gè)更廣闊、更先進(jìn)的科研殿堂向籍籍無(wú)名的薛其坤打開(kāi)了一扇窗口。然而幸?？偸嵌虝旱模?dāng)1992年6月26日飛機(jī)降落到日本成田機(jī)場(chǎng)時(shí)，薛其坤沒(méi)有意識(shí)到自己很快將面臨一場(chǎng)生死考驗(yàn)。

櫻井實(shí)驗(yàn)室有個(gè)習(xí)慣，叫“seven-eleven”，早上7點(diǎn)鐘必須到實(shí)驗(yàn)室，晚上11點(diǎn)以后才可以離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室，一個(gè)星期要工作6天，非常辛苦。

為保證早上7點(diǎn)前到達(dá)實(shí)驗(yàn)室，薛其坤每天早上6點(diǎn)就要起床，中午只有1個(gè)小時(shí)吃飯，沒(méi)有午休時(shí)間，晚上11點(diǎn)才能離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室，到家后已經(jīng)晚上12點(diǎn)。洗漱完后，每天最多只有5個(gè)半到6個(gè)小時(shí)的睡覺(jué)時(shí)間。

薛其坤在國(guó)內(nèi)習(xí)慣了午休，而這里吃完午飯不能休息，直接就要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，本來(lái)早上起床就早，別說(shuō)實(shí)驗(yàn)了，眼睛看著的人和儀器都是重影，體力根本盯不下來(lái)。

在這個(gè)時(shí)期薛其坤開(kāi)始大量喝咖啡，靠著咖啡因?qū)ι窠?jīng)的刺激，挨過(guò)漫長(zhǎng)的每一天。一個(gè)拒絕喝咖啡的人也由此慢慢咂摸出味道并且愛(ài)上了這種西方流行飲品。體力上的疲憊還能撐住，精神上的羞辱讓薛其坤生不如死。

櫻井實(shí)驗(yàn)室都要用英語(yǔ)交流，即使中國(guó)同事間也要用英語(yǔ)，不允許講中文。薛其坤那時(shí)的英語(yǔ)很不好，因此對(duì)話時(shí)一方面要拼命理解對(duì)方在講什么，一方面還要想著怎么表述，一天下來(lái)非常疲憊。

有一次在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，一位副教授要薛其坤遞扳手，結(jié)果沒(méi)聽(tīng)懂遞成了改錐。副教授什么話也沒(méi)說(shuō)，站起來(lái)就走，把薛其坤一個(gè)人晾在那里，周圍都是實(shí)驗(yàn)室的同事，當(dāng)時(shí)他就想找個(gè)地縫鉆進(jìn)去。

沒(méi)過(guò)多久，這位副教授又讓薛其坤整理整面墻的工具櫥，將實(shí)驗(yàn)室所有用過(guò)的工具、零件、元器件，按類別、型號(hào)分類放進(jìn)格子里。薛其坤越整理越覺(jué)得委屈，為什么不讓低年級(jí)的學(xué)生去整理呢？是不是副教授故意刁難?；藘扇斓墓し?，薛其坤才把所有的工具零件整理好?！笆潞蠡仡櫼兄x這位教授?！毖ζ淅ふf(shuō)，通過(guò)整理工具櫥，他迅速地知道了每個(gè)工具的英文名字，擺放的位置和尺寸大小，這對(duì)他以后獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)室儀器大有幫助。

不過(guò)，當(dāng)時(shí)的薛其坤還沒(méi)有心思琢磨副教授的良苦用心，每天想的一件事就是要不要回去。

第一次遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)的薛其坤，越發(fā)思念國(guó)內(nèi)的愛(ài)人和孩子。在日本對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和工作不熟悉，經(jīng)常受到批評(píng)和冷落。對(duì)自己什么時(shí)候可以掌握儀器、獨(dú)立操作、進(jìn)入科研狀態(tài)毫無(wú)把握，一切都是未知。堅(jiān)持不下去的時(shí)候，薛其坤就坐在學(xué)校的河邊，望著山坡后中國(guó)的方向，委屈、壓抑一齊涌上心頭……只是想來(lái)完成自己的博士學(xué)業(yè)，改善一下生活狀況，沒(méi)想到過(guò)程這么艱難。

“想起來(lái)，還是自己沒(méi)有做好充分的思想準(zhǔn)備?！毖淌诜治觯司团虏焕潇o，在受到多重困難同時(shí)攻擊、所有問(wèn)題一起涌現(xiàn)的時(shí)候，就想放棄，而且人累了精神也變得更脆弱。如果能冷靜下來(lái)，堅(jiān)持住了，其實(shí)一切沒(méi)那么可怕。

就這樣經(jīng)過(guò)十幾次是放棄還是堅(jiān)持的激烈交戰(zhàn)，經(jīng)歷了地獄般的三四個(gè)月后，博士生薛其坤漸漸適應(yīng)了日本的學(xué)習(xí)和生活，憑借自己在國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室4年摸爬滾打的經(jīng)歷，克服了語(yǔ)言障礙的薛其坤漸入佳境，并最終在《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表論文。在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)室，論文的發(fā)表引起了轟動(dòng)，很多同事都向他表示祝賀，包括讓他整理工具櫥的副教授?！耙恢怀笮▲喗K于變成了王子?！毖ζ淅ふ{(diào)侃地說(shuō)。

薛教授總結(jié)日本對(duì)他的影響，最大的就是精益求精追求極致。在日本實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生把材料做到平整了，一般情況下湊合也能用了，但日本人會(huì)繼續(xù)重復(fù)這件事，直到把材料推平到最好，好到不能再好了才算完成。在日本當(dāng)一個(gè)老師告訴學(xué)生做一件事需要兩個(gè)小時(shí)，學(xué)生絕不會(huì)半小時(shí)做完，實(shí)驗(yàn)中每一步都想到把各種方案做到最好。樣品有一點(diǎn)不夠完美，即使已經(jīng)可以用了，也要重復(fù)到“不可能再好”才算完成，而實(shí)驗(yàn)中每一個(gè)步驟都是如此追求完美和極致。

基于20多年的積累和對(duì)極致精神的理解運(yùn)用，薛教授帶領(lǐng)著團(tuán)隊(duì)，在很短的時(shí)間里成功制成了高質(zhì)量的材料。一種百萬(wàn)量級(jí)原子中不能出現(xiàn)一個(gè)原子的誤差或雜質(zhì)的材料。正是在這個(gè)材料中，證實(shí)了量子反?；魻栃?yīng)的存在。

材料實(shí)現(xiàn)之難就如同要求一個(gè)人同時(shí)具有短跑世界冠軍的速度、鐵餅世界冠軍的力量和體操世界冠軍的靈巧。在實(shí)際的材料中實(shí)現(xiàn)以上任何一點(diǎn)都具有相當(dāng)大的難度，而要同時(shí)滿足這三點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家來(lái)講是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

回首這4年研究的艱辛，薛其坤甚至也有點(diǎn)后怕。這項(xiàng)研究成果不僅是新中國(guó)成立以來(lái)中國(guó)人首次可以寫(xiě)入教科書(shū)的新的物理效應(yīng)，同時(shí)將推動(dòng)新一代低能耗晶體管和電子學(xué)器件的發(fā)展，加速推進(jìn)信息技術(shù)革命進(jìn)程。