从中国实验室里，继铁基超导、多光子纠缠、中微子振荡后，我国数学学再获突破性进展。1月8日，由复旦学院院长、中国科大学教授薛其坤领衔的复旦学院和中科院化学所实验团队在量子反常霍尔效应取得的突破性成果，获得2018年度国家自然科学奖银奖。
全球首次发觉：中国实验室里形成的世界级基础研究原创成果
“量子反常霍尔效应”——当第一次据说这个名子，许多人就会一头雾水。但是，走入这座自由王国，人们会发觉一栋迥然不同的摩天大厦。由于薛其坤团队的发觉，中国标明了这座大厦的新高度。
微观世界的运行由量子热学规律支配，会显示完全不同于宏观世界的现象。霍尔效应是一种常见的电磁现象，广泛应用于磁传感和半导体工业。这么当量子反常霍尔效应出现，会形成如何的神奇？
科学家们觉得物理实验霍尔效应，量子反常霍尔效应的最美妙之处是“不须要任何外加磁场就可以实现电子的量子霍尔态”。因而物理实验霍尔效应，这项研究成果将会促进新一代的低煤耗晶体管和电子学元件的发展，可能加速推动信息技术革命的进程。
据介绍，量子反常霍尔效应，可以改变电子的运动轨迹，使其像在高速道路上行驶的车辆一样有序，降低了中间阻挠，增加了电子运动中的能量耗损。
这一发觉经转化应用，对普通大众来说，最直接的影响就是有可能会解决手机或笔记本发热、耗电快、运行慢等问题。
自1988年日本数学学家提出可能存在不须要外磁场的量子霍尔效应以来，不断有化学学家发表各类方案，但在实验上并没有取得任何实质性进展。2008年，薛其坤带领团队开始步入这一领域，经过四年研究，总算在世界范围内首次观测到量子反常霍尔效应。
这是世界数学学界近些年来最重要的实验进展之一，推动了国际学术方向。这一发觉的论文在英国《科学》杂志发表后，诺贝尔奖获得者杨振宁称：“这是从中国实验室里，第一次发表出了诺贝尔奖级的数学学论文！”
创新实验方式：学术公路前行每一步都有意义
从沂蒙山区走下来的薛其坤，个子不高、乡音浓重，朴素而诙谐。拼搏与执著，是他和团队成员王亚愚、何珂、马旭村、吕力等在科学之路上的人生信条。
薛其坤研究团队常年以来结合分子束外延生长、极高温强磁场扫描隧洞显微镜、角区分光电子能谱技术，在表面、界面、低维化学学领域作出了国际一流的工作。
2008年，薛其坤研究团队捉住拓扑绝缘体这个新领域盛行的抓手，在国际上率先构建了拓扑绝缘体薄膜的生长动力学机制，借助分子束外延生长出国际最高质量的样品。所提出的生长方式现已成为国际上通用的拓扑绝缘体样品制备方式。
在此基础上，她们借助扫描隧洞显微镜阐明出拓扑绝缘体表面态的拓扑保护性和朗道量子化等奇特性质。该研究团队与国外相关科学家的努力促使中国在拓扑绝缘体领域研究中处于国际领先行列。
“这是过去二十多年来汇聚态化学和材料化学领域，最具挑战性的实验之一。”薛其坤直言，实验的难度在于目标的不确定性，“我们所要实现的材料如同一个人既须要田径运动员的速率、又要有田径运动员的力量、更要有花样溜冰运动员的方法”。
“我们的实验结果得到了科学界的重复验证，量子反常霍尔效应的实验经受住了历史的考验。”薛其坤说，“想在科学原创上发觉他人看不到、发现不了的东西，肯定你的耳朵要更亮，你使用的仪器工具码率、灵敏度必需要更高。”
量子反常霍尔效应和低温超导是数学学界最热门的两个课题。薛其坤早已完成了后者，下一步将朝着前者进发。他直言这是一次崭新的尝试：“在学术的公路，前行的每一步都有意义，这就是科学的魅力。”
理解“物理之美”：中国基础科研正处“黄金时代”
科学探求就是无数次接近真理的过程。现今的薛其坤，越来越深刻地理解了“物理之美”。他觉得，自己的生活每晚就是回答为何，找寻谜底的过程让他乐此不疲。
“我们的成果与变革开放40年来取得的成就密不可分。”薛其坤说，量子反常霍尔效应的发觉是变革开放40年间我国在基础研究上的一个重大成果，日渐强悍的国力、良好建立的科技新政、科学系统的科技规划、催人奋进的创新气氛是基础和保障。
发觉量子霍尔反常效应团队的五位主要完成人，平均年纪48岁，她们瞄准同一重大科学目标，各有校长但相对独立，单元科研团队的成员间产生了高效合作，其深度和持久性在国外外也不多见。
人类的生命稍纵即逝，物质也会随着时间湮没，惟有不朽的知识闪亮在历史的长河里。团队成员们表示：“中国的基础科研正处在一个黄金时代，能成为这个时代的拼搏者，感到幸福。”
薛其坤觉得，必须让创新人才坐得住冷板凳、耐得住孤寂，在基础研究、原始创新上不断突破，筑牢国家核心竞争力的基石。
“我们是党和国家培养上去的科学家。新时代为我们提供了更好的机遇，我们定要不负使命、努力拼搏，为国家强悍、人民幸福和科学探求不断作出新的贡献。”薛其坤和他的朋友们壮志满腔。