薛其坤与量子反常霍尔效应:比起诺奖电话,这件事更值得看懂
每年诺贝尔物理学奖揭晓前后,总会引来不少关注和讨论。今年国内的目光,大多集中在了薛其坤院士和他团队的量子反常霍尔效应研究上。
不少人说,这是深圳距离诺奖很近的一次。能不能获奖其实是其次,这件事更值得琢磨的,是深圳这座素来以产业效率见长的城市,正悄悄在基础科研领域走出扎实的步子。
很多人对这项成果的印象停留在近期新闻。这是一项沉淀十多年的硬核科研成果,2013年,由薛其坤带领的清华大学与中科院物理所联合团队,首次在全球实验中成功观测到量子反常霍尔效应。物理学家杨振宁当时给出极高评价,称其为诞生于中国本土实验室的诺奖级别物理学成果。
普通人看到专业名词很难直观理解。常规状态下,电子在材料内部运动时会频繁碰撞,持续产生能量损耗,这也是电子设备发热、耗电的核心原因。
量子反常霍尔效应的核心价值,是无需施加外磁场,就能实现电子的定向有序运动,从根源上降低电子运动的能量损耗。未来低功耗芯片、新型量子器件、精密电子设备的迭代升级,都需要依托这项基础物理成果作为技术根基。
看似易懂的物理原理,实验实现难度却位居全球顶尖。实验所需材料必须同时具备磁性、绝缘性、拓扑特性,三类核心条件相互制约、极难兼容。薛其坤团队历时四年攻坚,累计制备、测试超千个纳米级实验样品。材料纯度、低温实验环境、载流子浓度等每一项细微参数,一旦出现偏差,都会导致整套实验作废重来。
薛其坤在学界有着“7至11教授”的美誉。数十年如一日保持早七晚十一的实验室工作节奏,深耕基础物理研究领域。外界总习惯性认为重大科研突破源于偶然灵感,真实的科研过程,是漫长枯燥的重复试错与精细打磨,没有任何捷径可走。
如今薛其坤任职南方科技大学校长,核心科研工作落地深圳。这项里程碑式的物理成果虽诞生于北京科研平台,但顶尖科研领军人才扎根深圳,足以印证这座城市科研格局的全新蜕变。
放在十年前,大众很难将深圳与前沿基础物理研究挂钩。这座城市长久以来的核心优势,是极致的产业化效率与落地能力。全球成熟技术,能在这里快速落地量产;行业新型样品,能在这里快速完善产业链条。
华为、比亚迪、腾讯等龙头企业,都是深圳超强产业转化能力的最好证明。产业发展迭代至今,行业共识愈发清晰,成熟的产业工艺可以追赶优化,但进入前沿技术无人区后,没有基础科学理论支撑,再顶尖的制造工业也会遭遇发展瓶颈。芯片升级、新型材料研发、量子科技突破,所有前沿领域的进阶,都离不开基础研究的长期铺垫。
近些年深圳持续布局研究型高校、大力引进顶尖科研人才、搭建高端基础科研平台。城市的科技发展逻辑,已经从以往承接海外成熟技术、做产业落地的追赶模式,逐步转型为基础研究先行、原创成果驱动产业升级的全新发展模式。
薛其坤院士落地深圳,并非简单的人才地域流动,是深圳从产业强市向科技原创强市转型的真实缩影。这座城市不再只追求把现有技术做到极致,而是全力攻坚全球空白的原创科研成果。
网络上始终存在两种片面的观点。一部分人只看重科研的商业价值,执着追问研究成果的变现能力与经济效益。另一部分人,则单一将诺贝尔奖结果,作为评判科研成果价值的唯一标准。
基础研究具备极强的滞后性,无法实现短期盈利。从基础物理效应的实验发现,到真正落地民用、商用产品,往往需要二三十年的技术沉淀与迭代。如果缺失基础研究的探索铺垫,国内科技产业将始终处于跟跑状态,面对核心技术限制时,完全没有突破能力。
诺贝尔奖是全球认可度极高的科学荣誉,但无法全面定义一项科研成果的真实价值。奖项评审存在主观倾向,最终结果也有随机性和偶然性。真正具备行业突破意义的科研成果,价值不会因为是否获奖而改变。
我们无需过度执念诺奖的评选结果。当下国内已经拥有耐得住十几年寂寞的顶尖科研团队,拥有愿意长期深耕基础研究的城市平台,更拥有敢于探索科研无人区的科研底气。
当国内越来越多本土实验室产出世界级原创成果,当深圳这类顶尖产业城市培育出深厚的基础科研土壤,中国硬核科技稳步向上、自主突破的长远未来,才是最值得我们期待的事情。
