量變未來，追夢無阻，北京市科協(xié)×北京衛(wèi)視《大先生》第二季聚焦物理學(xué)家薛其坤

北京衛(wèi)視《大先生》第二季將于9月19日21:05播出。本期節(jié)目邀請量子物理學(xué)家、南方科技大學(xué)校長薛其坤院士，帶教老師于海峰、馮硝，帶領(lǐng)“未來團(tuán)”成員一起聆聽他與量子的故事。

量變?nèi)松?，微觀“小”世界改變宏觀“大夢想”

你能想象你的手機(jī)和電動車的電池壽命大大延長嗎？你能想象可以將一萬年的計算時長縮短到200秒的量子計算機(jī)真實存在嗎？這些并不只出現(xiàn)在科幻電影里?，F(xiàn)實中相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家早已做出過研究。國際著名實驗物理學(xué)家、量子物理學(xué)家薛其坤院士就是其中一位。

2012年12月，薛其坤團(tuán)隊在真實材料中發(fā)現(xiàn)了量子反常霍爾效應(yīng)。這是新中國成立以來由我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的、寥寥無幾的重要科學(xué)效應(yīng)之一。若這項發(fā)現(xiàn)能投入應(yīng)用，超級計算機(jī)將有可能成為iPad大小的掌上筆記本，手機(jī)和電腦的內(nèi)存也許會超過目前最先進(jìn)產(chǎn)品的上千倍，可以幾個月不充電，且使用中不會發(fā)熱，不會速度變慢。這項研究成果為未來信息技術(shù)革命提供了全新的原理，使我們能做出低能耗晶體管和電子元器件，還可以用它和超導(dǎo)一起去做量子計算機(jī)，科幻電影中的強(qiáng)人工智能就可能真正地在現(xiàn)實生活中實現(xiàn)。

克己慎獨，赤子之心打破困境逆風(fēng)翱翔

薛其坤的家鄉(xiāng)是山東省臨沂市蒙陰縣一個貧困山村。他靠著努力與堅持學(xué)習(xí)知識走出大山，考上了山東大學(xué)。本科畢業(yè)后他報考中國科學(xué)院的研究生，一考就是三年。第一次考研，高等數(shù)學(xué)只考了39分，第二次考研，物理只考了39分。但他依然堅持。薛其坤是過過苦日子的人，他不怕吃苦和等待，只怕半途而廢。于是哪怕身邊人都勸他放棄，他還是鼓起勇氣考了第三次，最終如愿考進(jìn)中國科學(xué)院物理所。

在碩博后期，薛其坤在導(dǎo)師的推薦下到了日本東北大學(xué)金屬材料研究所學(xué)習(xí)。實驗室的導(dǎo)師櫻井利夫要求，工作日必須早上7點到實驗室，晚上11點離開。異國他鄉(xiāng)語言不通，沒有家人朋友，如此大的工作量又使他連睡眠也沒有了保障，他十分痛苦。但逆境中開出了燦爛的花，日積月累他慢慢習(xí)慣并愛上了這種感覺。后來他不僅把“7-11”復(fù)制到周末，還把這個習(xí)慣帶回了清華大學(xué)物理系。早上7點扎進(jìn)實驗室，一直干到晚上11點。這樣的作息時間，薛其坤堅持了20年。這種魔鬼般的自律讓薛其坤在清華大學(xué)有了一個比“院士”還要響亮的名號——“7-11”。

櫛風(fēng)沐雨，深耕科研為家國為夢想

物理科研沒有一蹴而就的成功。1次成功背后，是999次失敗后又推翻重建。薛其坤的團(tuán)隊也不例外。他們用來實驗的樣品，是用原子一層一層鋪上去的。5nm的厚度，相當(dāng)于頭發(fā)絲的10萬分之一，每制備一個都非常不易。4年來，薛其坤團(tuán)隊先后制備了1000多個這樣的樣品。每一次實驗失敗后，薛其坤就帶領(lǐng)著團(tuán)隊改進(jìn)樣品、創(chuàng)新方法；又失敗了，再改進(jìn)、再創(chuàng)新。從薄膜生長，到磁性摻雜、門電壓控制，再到低溫輸運(yùn)測量……薛其坤帶領(lǐng)著團(tuán)隊克服了重重阻礙和難關(guān)，一步步實現(xiàn)了對拓?fù)浣^緣體的電子結(jié)構(gòu)、長程鐵磁序以及能帶拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的精密調(diào)控……利用分子束外延方法，他們終于生長出了高質(zhì)量的Cr摻雜(Bi,Sb)?Te?拓?fù)浣^緣體薄膜。這一天，離2008年10月實驗開始，已過去的四年零兩個月，是為了夢想每天早7晚11在實驗室度過的1500天......

“科研的敏銳與智慧，只會盛開在刻苦積累的土壤”。因為他熱愛，所以不覺難熬?？蒲性缇拖裱鯕馊谌脒M(jìn)他的血液與他融為一體。身體辛苦但精神富足。他深知誰先找到在常溫常壓下實現(xiàn)超導(dǎo)的材質(zhì)與方法，誰就將帶領(lǐng)人類開啟一個新的文明紀(jì)元，對我們的民族復(fù)興、國家興起有著非比尋常的意義，所以他矢志不渝朝著這個方向努力。

更多精彩，敬請期待9月19日晚21:05播出的《大先生》第二季，共同走進(jìn)“量子王國垂釣者”“物理前沿帶頭人”薛其坤院士的世界，了解一位科研工作者的家國大愛，一同展望“量變”未來！