近日，清华大学的宣传片《从一个人到无限》讲述了学会改变命运的故事，对中国科学院院士、清华大学副校长、物理学家薛其昆的励志经历进行了新一轮的传播——从物理学不及格的“学渣”到41岁成为最年轻的院士。从沂蒙山区的牧牛人到世界顶尖科学家，30多年来，薛其坤每天工作15个小时，一路辛苦工作。最后，他带领团队发现了量子反常霍尔效应。
薛奇坤说，他心里有许多“责任”，这些责任是具体的、多维的。对于这些责任和任务，他很乐意整天呆在实验室里做研究。愿意从大学讲台上走到小学教室，为孩子们做科普和科学；他也愿意花时间在世界各地发表学术报告。
“我希望在孩子们的心中，科学家是有趣的、正派的和新鲜的，这样更多的年轻人会愿意从事科学研究工作；我希望中国科学家是开放的，有使命感。我们有意愿和能力为世界科技和人类文明的发展做出贡献。习近平总书记表示，我们坚持融入全球科技创新网络，树立人类命运共同体意识，深入参与全球科技创新治理，积极倡导全球创新议题。科学研究的每个一线工作者都应该是实践者。”在清华大学物理系的办公室里，薛其坤向《科技日报》记者讲述了他作为一名科学家的“荣耀与梦想”。
量子反常霍尔效应，中国对量子世界的探索
2019年初，中国科学院薛启坤院士带领的清华大学和中国科学院物理研究所“量子反常霍尔效应的实验发现”实验组获得2018年国家自然科学奖一等奖。这一奖项意味着，在过去的几年里，薛其昆研究团队在量子材料研究方面取得了一系列国际领先的科研成果，赢得了学术界的高度认可。
早在2013年，它就是这项研究的一个关键节点。3月15日，《科学》杂志发表文章，宣布由清华大学物理系和中国科学院物理研究所联合组建的薛其昆院士领导的实验小组首次发现了量子反常霍尔效应，这意味着中国科学家首次观测到了量子霍尔效应物理领域中一个期待已久的重要现象。
“量子反常霍尔效应”是一个大多数人不理解的名词。然而，它使得将微观世界的奇妙现象转化为宏观世界成为可能。在微观世界中，电子可以在没有强磁场的情况下，在各自的跑道上规则有序地运行。如果这些现象能够在宏观世界中实现，那么我们就有可能穿墙而过，永不停步。
从理论到实验，薛其昆团队都处于领先地位。
“我们在一次国际学术会议上首次了解到量子反常霍尔效应的理论进展。当时，科学研究直觉告诉我，这是一个非常重要的研究方向，当我们回来时，我们与团队讨论进行相关实验。”薛其昆经常回忆过去的这些事件，并会向年轻人强调了解前沿科学的重要性和科学研究判断能力的关键意义。
2008年前后，美籍华人物理学家、斯坦福大学教授张首晟等理论物理学家提出了用磁拓扑绝缘体实现量子反常霍尔效应的方案，并从理论上提出了用这种材料实现量子反常霍尔效应的可能性，但是否能在实验中发现还不得而知。作为一名长期从事量子物理研究的科学家，薛其昆意识到这是一个在中国非常值得深入探索的领域。从那以后，他和他的团队对拓扑绝缘体中的新量子效应进行了实验研究。
自2009年以来，薛其昆院士领导的实验研究团队与清华大学、中国科学院物理研究所和斯坦福大学的研究人员合作，共同解决量子反常霍尔效应实验实现中的关键问题。他们测试了1000多个样品，一步一步克服了许多障碍，最终找到了一种叫做“磁性拓扑绝缘体薄膜”的特殊材料，并从实验中观察到了“量子反常霍尔效应”。
光荣与梦想，中国科学家的“使命”
薛启昆说，从科学研究的角度来看，量子反常霍尔效应的发现是下一步科学研究的开始，因为科学探索的道路从来没有停止过。他告诉《每日科学》记者，量子反常霍尔效应是在接近零下273摄氏度的温度下实现的。为了真正实现应用，温度需要提高，所以现在团队正在这个方向进行新的实验。
就在6月底，薛其坤和其他几位科学家去了几个欧洲国家。旅行非常繁忙。到处都是学术报告、交流和讨论。但薛奇坤表示，他非常高兴，“因为这是中国科学家对世界科学发展的贡献”。
这是薛其坤的乐趣和使命。薛其昆说，他钦佩通过科学技术为国家服务的科学家，也同意“科学家的使命是让国家变得更强大”。但除此之外，他希望中国科学家能以更加开放、更加负责任、更加面向任务的态度，为世界科学和人类文明的发展做出贡献。
他说，当然，科学家应该是现实的、爱国的和献身的，但是除此之外，我们应该有更深刻的责任和更宽广的胸怀。正因为如此，中国科学家必须加倍努力，创造更多的原创性科学成果，引领世界科技发展。