日常生活中，从智能手机到高铁出行，从人工智能应用到新能源汽车，处处体现着科技进步带给我们的便利。你可能不知道，在这些“看得见”“摸得着”的科技背后，还有一个神奇的量子世界，吸引着科学家们努力探索。
在这个微观世界里，有一位中国科学家正在书写属于自己的科研“传奇”。他就是2023年度国家最高科学技术奖获得者之一——薛其坤院士。下面，我们一起走进薛其坤院士的科学世界，了解他在量子物理领域做出的卓越贡献。
薛其坤，中国科学院院士，凝聚态物理领域著名科学家。
现为清华大学教授、南方科技大学校长。图片来源：科技日报
薛其坤院士的科研成长之路
薛其坤院士，1963年出生于山东省临沂市一个普通农村家庭，在那个物质条件匮乏的年代，年轻的薛其坤院士对自然科学充满了好奇和热爱。1982年，他考入山东大学光学系激光专业，开启了物理学习之旅。大学期间，薛其坤院士就展现出了科研天赋和卓越的学习能力，这为他日后的科研工作奠定了坚实的基础。
薛其坤院士与高中同学合影。图片来源：央视新闻
1987年，薛其坤院士考入中国科学院物理研究所攻读硕士学位，随后又在该所获得博士学位。在攻读博士学位期间，薛其坤院士就已经在凝聚态物理领域崭露头角，发表了多篇高质量论文。
1992年，薛其坤院士前往日本东北大学进行科研工作，开始了他在国际舞台上的科研生涯。回国后，他先后在中国科学院物理研究所和清华大学任职。2005年，当选为中国科学院院士，成为当时最年轻的中国科学院院士之一。
薛其坤院士从一名农村少年成长为世界级物理学家，这一路，展现了一位科学工作者的求学执着和科研热情。
重大研究突破：量子反常霍尔效应
在薛其坤院士众多的科研成果中，最为瞩目的当属2013年实现的量子反常霍尔效应实验。这项突破性发现被《科学》（Science）杂志评为“2013年度十大科学突破之一”，这是中国科学家首次以第一作者身份发表的研究成果。
什么是量子反常霍尔效应呢？要理解这个概念，我们先要了解普通的霍尔效应。
简单来说，当电流通过一个处于磁场中的导体时，电子会受到磁场力的作用偏向一侧，导致导体两侧产生电压差，这就是“霍尔效应”。而量子反常霍尔效应是在没有外加磁场的情况下，材料本身就能产生类似的效应。
霍尔效应示意图（1）电子（2）导体（3）磁铁（4）磁场（5）电源。
图片来源：维基百科
薛其坤院士团队在磁性拓扑绝缘体中实现了这一效应。他们制备了一种特殊材料，这种材料在极低温度下，其边缘会自发产生无损耗的电流。该发现不仅具有重要的科学意义，还可能会在未来的电子器件中得到应用，有望大幅度降低电子设备能耗。
这项成果不仅验证了理论物理学家们多年以来的预言，还为探索新型量子现象和发展下一代电子器件开辟了道路。正如薛其坤院士所说：“这项工作为人类认识自然规律、发展新兴产业提供了新的机遇。”
二维量子材料：开启纳米世界大门
除了量子反常霍尔效应，薛其坤院士在二维量子材料研究领域也取得了重大突破。二维量子材料是指厚度只有一个或几个原子层的超薄材料，因其独特的物理性质而备受关注。
薛其坤院士团队在二维量子材料的制备和性质研究方面做出了卓越贡献。他们开发了分子束外延（MBE）技术，可以在原子尺度上精确控制材料的生长过程。利用这种技术，成功制备出了高质量的二维拓扑绝缘体薄膜。拓扑绝缘体是一类新型量子材料，其内部虽然是绝缘体，但表面却能够无阻碍地传导电流。薛其坤院士团队的工作为深入研究这类材料的量子特性提供了重要的实验平台。
此外，薛其坤院士团队还在二维超导体研究方面取得了突破性进展。他们发现，某些二维材料在极低温度下会表现出超导性，即电阻降为零，电流可以无损耗地传输。这一发现不仅加深了我们对超导现象的理解，还为开发新型超导器件提供了可能。
薛其坤院士团队庆祝科研进展取得突破。图片来源：央视新闻
教育理念：培养下一代科学家
作为一名教育科研工作者，薛其坤院士十分重视人才教育。在清华大学任教期间，他培养了一批优秀的物理学人才。现任南方科技大学校长的他，更是将自己的教育理念付诸实践，致力于培养具有创新精神和国际视野的科技人才。
薛其坤院士工作照。图片来源：科技日报
薛其坤院士认为，科学教育不应限于传授知识，更重要的是培养学生的科学思维和创新能力。他常常鼓励学生要有“挑战权威”的勇气，不盲目崇拜学术权威，要敢于提出自己的想法。
在教学中，薛其坤院士特别强调动手实践的重要性。他认为，物理学是一门实验科学，学生只有亲自动手做实验，才能真正理解物理概念，培养科学直觉。在他的影响下，许多学生从本科阶段就开始参与前沿科研项目，为日后的科研工作打下了坚实基础。
薛其坤院士还十分重视国际交流。他鼓励学生积极参与国际学术会议，与世界各地的科学家交流。他说：“科学没有国界，我们的学生要有全球视野，要敢于在国际舞台上展示自己。”
作为南方科技大学校长，薛其坤院士正努力将这所年轻的大学打造成世界一流的研究型大学，他希望通过创新的教育模式，培养出引领未来科技发展的拔尖创新人才。
薛其坤院士指导学生做实验。图片来源：央视新闻
结语：
薛其坤院士的科学之旅，从山东小村庄到世界科学最前沿，展现了一位科学家的执着追求和创新精神。他在量子物理领域的突破性成果，不仅推动了人类对微观世界的认知，还为未来科技发展开辟了新的可能。
2023年度国家最高科学技术奖的授予，是对薛其坤院士多年来科研工作的最高嘉奖，也彰显了国家对基础科学研究的高度重视。当今世界，量子科技已经成为国际科技竞争的制高点，薛其坤院士的研究工作为我国在这一领域的发展做出了巨大贡献。
策划制作
出品丨科普中国
作者丨李瑞 半导体工程师
监制丨中国科普博览
责编丨董娜娜
审校丨徐来 林林
信任自然可求真
❌证实/证明理论是骗术：：：需要证明的真理/理论是骗，号称证明真理/理论也是骗！！！真理理论作为预测未来的全称命题，证伪当然有效，证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律，都是骗。实验只能证明具体现象是真实。 认知自然/想知道能不能趟过一条河？没有经验知识无法演绎应用，创造假说也没用，只能依靠观测归纳。所有自然规律都是对过去的归纳，未来不变，不变的原因是不知道，只能信任自然！——“相对真理”也是骗术，真理是客观存在的绝对真理，人类诞生之前月亮不运动吗？？引力有没有？？都是显而易见！仰望星空信任自然的地心说需要认知进化，能否定绝对真理？？地心说依据的现象变了吗？没有！号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然_欺师灭祖_搞骗的伎俩。❌❌大胆假设(规律)，细心求证，都是骗术，是悖论斯坦发家(科学家)的“两头骗”！用假设猜想后脑勺肯定没用，搞1000年可解释一切稀奇的鬼故事(假说假设，不是公设假定)也真不了，牛顿自然哲学反对任何创造假说！！！无人机，潜水艇，轮子，核弹的发明创造都是由公理和观测经验大胆演绎的结果/现象，与自然复杂现象一样，真理不变现象无穷多。质能方程演绎狗屎造核弹有用吗？
信任自然可求真
❌以太的小胆太小了！！！以太是波动学派的托辞遮羞布，悖论斯坦干脆厚脸皮直接骗，让波搞独立单干/和物质质量说拜拜，来个二象性指鹿为马，无源场也用上！再诠释诠释，高速低速搞区别对待，宏观微观弄成不同，质量尺寸时间都弄成可以变，能量搞成数学能量，，，还不行？绝对时空也不要了，相对运动搞成残废/让光绝对运动，相对时空更美妙可惜惯性系不同意。又不行了？？什么能难住骗子呢？换个假说继续骗，搞广义的，把空间也搞弯，轨道电子不干就不管它了，物质相互力也弄点鬼，，，，用假说无中生有(🍎哈哈，我说有鬼谁能证无？)号称证明全称命题，脸厚怕啥？坚决把大胆假说革命进行彻底/1955/game over？
信任自然可求真
❌质能方程是一个鬼把戏！！！———能量的具体内涵是动能和势能，是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的内在本质，能量(动能和势能)都是物质相互作用和相对运动变化的度量(质量不变)，是变化现象。能量不是物质的本质，咋能与孤立质量等效？？？场无质量居然有能量？………数学(包括逻辑)都是基于物理公理的演绎，超越物理公理的数学能量理解当然是虚幻(1+1=2是自然哲学/物理公理，牛顿定义自然哲学公理作为数学原理)。………🍎🍎物质的本质是带电质量体，物质不灭，电荷守恒，电磁力与万有引力统一于物质的不变本质。能量，力，场，波等宇宙一切自然现象，都是物质/粒子相互作用相对运动的变化现象，变化现象当本质(不变现象)是思维错乱丧心病狂。号称物质是波/波是物质/物质是能量，都是搞骗。质能等效是脱离基本公理的数学虚幻，欺师灭祖&蔑视自然，祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗？？？狗屎核弹方程是如何应用的？？？………有趣的是木星象太阳一样自发光，它们的大气也相似。木星是裂变发光还是聚变发光？？木星大气中的氦和氢有没有可能是裂变反应释放的？？？
信任自然可求真
❌一群孔乙己，看不起短衣帮(也看不起牛顿的经验归纳)，自己受害于悖论斯坦创造假说和科幻之乎者也邪念，天天诠释相对论之乎者也，相对论长衫子实在是破(都是假说瞎编，也木有理想惯性系)也不忍脱了去，读书人偷书不算偷/假说科学不算假。指桑骂槐骂“民科”(实际也是孔乙己，民科民粹是不知为不知，与伪科学何干？？？)，祸害子孙祸害国家！都以为自己是举人(官科)！狗咬狗狗咬人。笑死个人。一些孔乙己只能挨丁举人的毒打。[偷笑][偷笑] 假说对假说，永远凑不拢，永远都是假说之乎者也孔乙己骂假说孔乙己，骂短衣帮。