薛其坤院士 薛其坤院士自透:我是如何成为一名科学家的

栏目:生活 2021-09-17 14:26:56
分享到:

5月21日下午,中国南方科技大学校长、中国科学院院士薛其坤出席中国科学院明德讲堂,并作了题为《誓做新时代的奋进者——我的科研之路》的演讲。薛其坤在致辞中回顾了自己的学习和科研经历,并分享了自己的科研心得。精彩的演讲赢得了老师和学生的阵阵掌声。

薛其坤院士演讲现场。郑金武

以下是薛其坤演讲的主要内容。

论优秀人才的培养

今天,我很荣幸能在明德讲堂与大家分享我个人的研究路径。希望通过我个人的研究经历,激励全体同学在中华民族伟大复兴的道路上肩负起青年的责任,做新时代的奋斗者。

众所周知,当今世界,各国之间激烈的经济技术竞争,归根结底是教育和人才的竞争。

人类200多年科技创新的历史经验告诉我们,决定时代潮流的科学发现和重大技术发明,都是由少数优秀人才培养出来的,主要来自优秀的大学和学科。

在新的发展阶段,我们对优秀人才的需求从未如此迫切!对优秀大学的需求从未如此迫切!

2005年7月,钱学森先生曾说:“中国目前还没有完全发展起来。其中一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科技发明和创造人才的模式办学。没有自己独特的创新东西,它总是无法‘冒险’优秀的人才。这是一个大问题。”这就是“钱学森的问题”。

要回答钱学森的问题,中国要努力培养优秀人才。在我看来,一个优秀的人才应该具备以下特征:

一是有扎实的理论基础,对专业理论知识有扎实的理解,精通相关学科的理论和知识,对专业实验技术、仪器和方法有完善的掌握;

二是具有优秀的科学直觉,突出的发现问题和解决问题的能力,透过现象看本质的敏锐眼睛,善于归纳演绎的突出的辩证思维能力;

第三,对探索自然奥秘有着浓厚的兴趣和解决问题的强烈愿望。有敢于挑战权威的勇气,有坚韧不拔、追求完美、挑战极限的优秀品质;

第四,他们有伟大的抱负和理想,致力于加强祖国和民族复兴。作为一个中国青年,如果没有让祖国和家园变得更加强大、更加美好的理想和抱负,可以说我们不是一个合格的、优秀的中国有志青年。

当然,优秀的人才还有其他特点,但我认为这四个方面是必须的。

2017年12月,北京成立了新的研发机构——北京量子信息科学研究院,我有幸担任院长。北京量子研究院的政策之一就是追求极致,挑战极限。在我们的工作中,我们必须具备这样的素质,才能取得创新的成果。

关于发现量子反常霍尔效应

我们清华大学团队与中国科学院物理研究所团队合作,发现了“量子反常霍尔效应”。这一发现是微观世界电子运动的新规律,也是新中国成立以来中国科学家发现的重要科学效应。这一发现,作为一个物理学术语,保留在物理学史上,是中国对世界量子科学最初的贡献。

因为这个发现,我们获得了2018年国家自然科学奖一等奖。

量子反常霍尔效应的实验研究需要强有力的条件支持。改革开放之初,我国并不具备支撑重大科研的经济条件,即使你有非常好的想法,也不可能取得显著的成果。因为国家强大,我们有机会赶上重要效应的发现。我们发现一个强大的国家对科学研究非常重要。

这个研究也让我意识到,科研不应该辱使命,要敢于创新。

量子反常霍尔效应实验的巨大挑战是寻找一种磁性、拓扑和绝缘的超薄薄膜,但现实是大多数磁性材料都是导电的,因此在二维情况下很难实现铁磁性,磁性和拓扑很难共存。

从2010年到2013年,经过无数次科学实验,我们团队一点一点取得突破和积累,经历了一个艰难的实验过程和团队协同创新。拥有4个研究团队,20多名博士生,5套独特的、国际先进的尖端仪器。

此外,解决目标不确定的关键问题的时间长达四年。我们能在三四年内专注于一个实验吗?这是一个非常重要的问题。

实验研究也需要仔细观察,重视实验中的任何线索;同时,“滴水穿石”的科学精神是彻底掌握实验技术,彻底了解研究方向。

这样,实验是成功的,理论是正确的。如果不成功,将证明实验的伟大。

量子反常霍尔效应实验在育人方面起到了很好的作用。从2000年至今,我们培养了110多名博士/博士后,其中80%留在了教育科技领域,近40人入选国家人才计划。

科学发现在促进技术进步方面起着重要作用。因为电子晶体管的发明,人类发明了电子计算机;因为超导量子晶体管的发明,人类发明了量子计算机。我们也希望“量子反常霍尔效应”的发现能够推动拓扑量子计算机的发展。

关于学习和科研的体会

我于1987年被中国科学院物理研究所录取。回顾我的学习和科研,可以分为以下几个阶段。

两次考研的失败。1984年参加研究生考试,高等数学考了39分,大学毕业后不得不在曲阜师范大学工作。作为一个“有志成为科学家”的年轻人,我学习了两年,1986年再次参加了考研。结果我又考了普通物理39分。直到1987年,我才最终被研究生院录取。

七年研究生的挫折。我去中国科学院物理研究所在鲁花教师实验室做科研,从事场离子显微镜研究。但是从1987年到1992年,我没有一套像样的数据来写论文,这使我能够毕业。但是因为当时的仪器设备经常出现问题,我在物理研究所学习了四年的仪器,对仪器设备的掌握非常熟练。

留学八年的悲欢离合。碰巧日本东北大学金属研究所的樱井立夫先生来中国交流思想。认识了樱井立夫先生,成为联合培养博士生,日本东北大学金属研究所樱井立夫导师,从事扫描隧道显微镜研究。然而,我的英语口语很差,学习很困难。实验室的工作几乎是“7-11”,每周工作6天,每天从早上7: 00工作到晚上11: 00,几乎濒临崩溃。但是,能在这么高级的地方学习,是一个难得的机会,最后还是坚持了下来。

创业二十年的快乐。回国后先后在物理研究所和清华大学工作,迎来了创业的喜悦。

我在这些学习和科研中的体会是:我必须有不完成使命而放弃自己的历史责任;要有敢于创新、实事求是的科学精神;一定要精益求精,追求极致的工作作风;我们应该有乐观的生活态度,不怕困难。

在科学研究中,不断改进和追求完美是掌握和发展研究工具和方法的关键,是提高研究创新能力的有效途径。

只有在精益求精、追求完美的过程中,才能逐渐养成严谨求实的科学作风;只有这样,获得的数据才能经得起包括竞争对手在内的其他人的检验,经得起历史的检验;只有追求完美,才能得到最美的数据,也只有最美的数据才能得到同行和竞争对手的高度认可和尊重,才能真正享受到科学研究和探索大自然奥秘的乐趣。

对当年青年的期望

希望同学们能够不负使命,树立起自己的历史责任感。

党的十九大报告指出,经过长期努力,中国特色社会主义进入新时代,这是中国发展的新的历史方位。

经过40年的改革开放,中国的科技创新进入了一个新时代。重大通用现代技术的引进、消化、吸收和再创新基本完成,依靠技术引进形成的新的经济增长点逐渐消失。最先进的核心技术仍受制于人,形成了“卡脖子”问题,创新模式将发生本质性变化。

未来十五年,必须啃下“硬骨头”,解决一些“卡脖子”问题,制定一些战略对策,实现从重大原始发现到颠覆性高科技发展的完全自主创新之路。

未来十五年,我们一定要在一些重大科学问题上有独到的发现,成为世界主要科学中心之一;我们必须造就一系列影响人类文明和进步的重要技术,成为世界主要工业中心之一。

科技创新的使命极其重要!任务极其艰巨!

2021年至2035年,中国将基本实现社会主义现代化;从2036年到2050年,中国将建设成为富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国。

如果以2050年为时间节点,实施创新驱动发展的主力军/引领者与在座的同学年龄相当。到时候,国家强大不强大,社会进步不进步,人民富裕不富裕,中华民族是否有尊严地生活,完全取决于你的表现。历史赋予了你伟大的使命!

衷心希望同学们心怀祖国、放眼世界,勇敢地肩负起时代赋予的使命和责任,宣誓做新时代的坚强先锋,在为祖国的强大、中华民族的伟大复兴、人类文明的进步而奋斗的征程中,谱写人生的辉煌篇章!