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8月北京的清晨，暴雨之后，难得的凉爽。我打车刚到清华西北门，就看到门口大队大队的中学生，还有他们的父母，排着队照相。这些来自全国各地的孩子，个个都特别兴奋。
不知为何，我突然眼睛有些发酸。
这就是清华——中国人心中最神圣的两所大学之一。
采访的联系人张友生老师给门卫打了电话，我走进了宁静的清华园。
行走在寂静的清华园，看着那些骑着自行车，风一般掠过的清华学子，我的心里涌起一阵佩服。我的孩子曾经就读于我们市最好中学的清北班，那几年里，考上清华、北大，就是我女儿和她的清北班同学，还有我们全部家长做梦都想的事儿。虽然她后来申请到了美国排名14的大学，我此刻仍然發现，和所有中国人一样，最让我肃然起敬的，依然还是清华、北大。
而我今天要去采访的，是中科院院士、清华副校长薛其坤。
习近平总书记介绍我国自新中国成立以来在基础前沿领域国际领先的代表性工作时，提到量子反常霍尔效应，其发现者是：薛其坤团队;
“从中国的实验室里头，第一次做出并发表出诺贝尔奖级的物理学论文”——杨振宁教授所说的，是薛其坤团队;
2016年诺贝尔物理学奖获得者、普林斯顿大学的霍尔丹（Haldane）教授在介绍其获奖理论工作时同时介绍的实验发现，其发现者仍然是：薛其坤团队。
薛其坤，那个在央视《朗读者》节目中，用沂蒙口音讲述他的日本导师请他吃生鱼片，然后问董卿：“生鱼片，你吃过吧？”一句话让观众大笑之余留下深刻印象的朴实可爱的科学家。
“我叫薛其坤，薛宝钗的薛，薛定谔的薛。50多年以前，我出生在山东沂蒙山区的一个小山村，家乡非常贫穷。我就像一只小船从非常简单的地方出发，到济南读大学，到孔子的家乡曲阜工作。然后，来到了我们的首都北京读研究生。然后又东渡日本的仙台，和鲁迅先生做校友，留学、工作。然后又到美国做博士后。在地球上转了一圈以后，又落脚于北京，落脚于清华大学。今天我代表我的团队走到了这个崇高的舞台上。我想说能够登上这样的舞台，我是特别幸运的人。所以，我感激，我感恩。”
这是薛其坤2016年9月在未来科学大奖物质科学奖颁奖仪式上的深情告白。未来科学大奖是一个对标诺贝尔奖的中国民间科学大奖，首届包括物质科学奖和生命科学奖两个奖项，每一个获奖者的奖金高达一百万美元，其中物质科学奖由著名企业家邓锋、吴亚军、吴鹰、徐小平捐赠设立。薛其坤这条从沂蒙山区出发的小船，凭借什么获此殊荣？
他凭借的是2012年12月，中国清华大学的实验室里所诞生的一项重大的科学发现：薛其坤团队在真实材料中发现了量子反常霍尔效应。这是新中国成立以来由我国科学家发现的、寥寥无几的重要科学效应之一。
这是一项颠覆性的科学发现，它使我们人类对微观世界电子运动规律的认知达到了一个全新的高度。
欧姆定律是电磁学的经典规律。按照人们熟知的欧姆定律，在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电势差成正比，跟这段导体的电阻成反比。简单地说，有电流时一定会有电压和电阻。
可是，在量子反常霍尔效应中，就是可以有电流时没有电阻和电压。
同样根据欧姆定律，电流在传输的同时会产生热，其热量正比于电阻以及电流的平方。热的产生既有用，也有害，比如，电阻存在导致的器件发热是包括微电子产业在内的很多产业都面临着的一个瓶颈问题。
既然在量子反常霍尔效应中，电流通过时材料没有电阻，器件在运行时发热将会很少，发热、能耗、速度慢等问题理论上说就可以被完全避免。你能想象你的手机一个星期不充电吗？它是不是很颠覆？量子反常霍尔效应甚至还将有可能带来更多我们无法想象的应用，更多我们无法想象的变革。而且做到这一切，它并不需要像三次斩获诺贝尔物理学奖的量子霍尔效应一样需要强磁场。它根本不需要磁场。
但是什么是量子反常霍尔效应？在了解它之前，我们先来了解什么是量子霍尔效应。
我去采访薛老师的时候，特地把手机充满电，充电宝充满电，生怕采访的时候，正录着音，手机没电了，掉链子。
手机没电是一件非常尴尬的事儿，而这件事又经常发生。
手机为什么会经常没电？因为普通状态下的电子运动，时有碰撞。就像人从乱糟糟的农贸市场的一端走到另一端，总会走弯路、碰到人，那么就会造成发热、效率不高，这不只是手机这种电子产品耗电快的原因之一，也是目前所有晶体管发热、能耗高的重要原因之一。
有什么方法能让电子运动像车子在“高速公路”上分道行驶，有一定规则，而不是像在农贸市场里那么混乱无序吗？
有，那就是量子霍尔效应中的电子运动。
量子霍尔效应是指在强磁场的条件下，电子运动如同车辆在高速公路上行驶一般规则有序，这无疑可以减少电子相互冲撞造成的发热、能耗高等现象。因此，在量子反常霍尔效应发现之前，量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最基本的量子效应之一，它是一种典型的宏观量子效应，是微观电子世界的量子行为在宏观尺度上的一个完美体现。
事实上，与量子霍尔效应相关的研究已三获诺贝尔奖：
半导体硅中的整数量子霍尔效应，1980年德国科学家冯·克利青（Klaus yon Klitzing）发现，于1985年获诺贝尔物理学奖;
半导体砷化镓中的分数量子霍尔效应，1982年美籍华裔物理学家崔琦（Daniel CheeTsui）、美国物理学家施特默（Horst L.Stormer）等发现，美国物理学家劳弗林（RobertB.Laughlin）给出理论解释，三人共同获得1998年诺贝尔物理学奖;
石墨烯中的半整数量子霍尔效应，2005年英国科学家安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）发现，于2010年获诺贝尔物理学奖， 所有这些发现都与量子霍尔效应有关。量子霍尔效应与后来薛其坤团队发现的量子反常霍尔效应一样，都是不同于欧姆定律的全新物理效应，但前者却需要强磁场才能实现。那么接下来我们来看看何为量子反常霍尔效应。
那么，什么是量子反常霍尔效应呢？
普通量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，磁场的强度一般在几个特斯拉，大概是地球地磁场的几万倍，有时甚至要高到几十万倍，要产生这样的磁场需要一个非常大的昂贵设备。薛其坤说，一般像冰箱那么大，造价几百万。我们平时兜里装一个充电宝都会觉得包重了好多，计算机旁边配一个冰箱那么大的设备来产生磁场，可想而知，要实现量子霍尔效应成本非常昂贵，庞大的体积也不适用于便携式电子产品，显然很难得到应用。
那么有没有什么办法，在零磁场的条件下，也让电子运动像在高速公路上那么有序，而不是像在农贸市场里那么乱糟糟呢？
这听起来很难。
但科学家首先是一些富有想象力的人，他们想象出一件又一件不可能的事。
1988年，美国物理学家霍尔丹（F.DuncanM.Haldane）提出，可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应。
然而Haldane的理论模型在实际的固体体系中无法实现，因为它要求在晶格尺度上交错的磁场。如果不能在真实材料中发现它，它就仅仅只是一种猜想。
而实验科学家，就是用实实在在的实验数据，实现猜想的人。
薛其坤和他的团队成员，就是这样的科学家。
世界量子物理学应该会记住2012年——人类终于在真实材料中发现了量子反常霍尔效应！这个量子世界的物理现象不再只是一句猜想。
那是2012年10月12日晚上10点35分，因为实验没有进展，薛其坤老师情绪不是太好，加上这天非常劳累，就比平时提前了半个小时回家，在学校住宅小区马路边刚停好车，突然手机在兜里震动了一下。
“薛老师，量子反常霍尔效应出来了，等待详细测量。”是学生常翠祖发来的。
平淡的两句话，令薛其坤几个月的郁闷一扫而光。
迅速压抑住心脏的狂跳，平静下来，薛其坤立即组织起团队成员，设计实验方案、部署实验细节，马上投入到优化和验证实验的实施步骤中。
收到短信的那天晚上，仅仅是量子反常霍尔效应露出了尾巴，从出现迹象到完成，又花了两个多月，不断地改变表面、界面和材料的状态，直到12月的一天……
这一天，仿佛是有预感，一向喜欢买好吃的“贿赂”大家的薛其坤，又提前在机场的免税店买了最好的香槟之一Dom Perignon。
这一天，一个所有人期待了4年的标志性数值——25812.807歐姆，终于出现在了他们的实验室……那一刻，数据不停地跳动着，10000、20000、25800、25812.807，数据停住了！
为什么会是它——25812.8077为什么会是这个数字？因为材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到量子电阻（h/e2=25812.807欧姆）的数值，并形成一个平台，同时纵向电阻急剧降低并趋近于零，再完全降到零，这是量子化反常霍尔效应的特征性行为。
如果数据没有停在那里，冲过去了，就说明整个团队4年努力的方向是错误的，是完全无意义的。也可能又是很有意义的，说明理论预期并不正确，会避免更多的人徒劳无功，这是科学探索中经常出现的现象。
那一瞬，每一个人都屏住了呼吸。团队里的每一个人，彼此望着对方，不敢相信自己的眼睛。真的是25812.807欧姆吗？真的稳定在了这个大家期待了4年的数值吗？
2012年12月，这一群中国人，在全世界，首次在真实材料中发现了量子反常霍尔效应！
拍照，用一次性纸杯喝最好的香槟，想哭但是哭不出来……
这一天，离2008年10月实验开始，已过去4年多。四年零两个月，1500多个日子，每天从早上7点到晚上11点泡在实验室里。
2008年10月到2009年2月，第一个平台期——最开始的整整7个月，他们沿国际上惯用的技术路线进行尝试，数字始终保持在“0”附近，几乎一动不动。7个月，重复做一个实验，各种改进，各种猜想，找了几十个原因，发现都不是原因，都没能丝毫解决问题，数值就是固执地保持在“0”附近，离他们想要的25812，不肯迈进0.001，学生都干不下去了，因为他们要写论文，要毕业，大半年、大半年地在这个毫无进展的实验上耗，耗不起。
2011年5月，化学势调控和铁磁绝缘相的实现，让电阻值开始摆脱7个月不变的“0”，向0.01迈进了一小步，然后0.02，0.03，0.05……
到2011年6月，又进入第二个平台期——数值达到了5000，然后，数值几乎又不动了。直到2012年1月。又是大半年，没有任何进展，又开始看文献，分析数据，导师薛其坤又不停地鼓励学生，找问题，找到一个可能性、突破点，就去试，试了之后发现仍然没用，又找，又试，又白搭。
2012年1月，终于发现一个途径是正确的，通过优化组分和层厚，数据开始明显地往上走。
2012年3月，又陷入停滞，第三个平台期——直到2012年10月，数据开始明显上翘，薛其坤老师收到学生常翠祖发来的那条短信，那条让他的手有些微微颤抖的短信。
大家终于知道自己团队的努力方向是正确的了！
有过多少次失败？探索过多少种不同元素、组分和结构来生长材料？用过1300个，还是1500个样品？
薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量，多少道难关？
其中薄膜生长、磁性掺杂等，就是为了制出满足实验需求的材料，这是最难也最关键的部分。 为什么制出材料最关键？前面曾经提到过，量子霍尔效应和量子反常霍尔效应之所以奇妙，就是因为在这种效应中材料是没有电阻的，同时，在垂直于电流流动方向的电阻（霍尔电阻）归化成一个与材料没有任何关系的量子电阻值，即上面提到的25812.807欧姆。
那怎样才能没有电阻呢？量子霍尔效应是借助强磁场，量子反常霍尔效应呢？我们都知道在宏观世界中电阻的大小和材料有着一对一的直接关系。因此要实现量子反常霍尔效应，突破点应该在材料上。这种材料首先应该在电流通过时没有电阻，然后它还要自带磁性，以代替量子霍尔效应中的强磁场，还有呢？它应该多厚？
没有电阻？这是多么极致的要求！就好比一块完全没有摩擦力的地面。也只有在量子世界才能达到这样的极致。
制出满足实验需求的材料，就是需要这样“偏执”到极致！薛其坤曾经说：“在量子世界中，我们追求材料纯度是无止境的。”如果10亿个硅原子排列成晶体，中间有1个杂质，相对于绝缘的硅，其电阻会变成3个量级，达到3000倍的变化。准确地说，就是在量子反常霍尔效应实验中，一种百万量级原子中，不能出现一个原子的误差或者杂质！
他们不是和一粒尘埃较劲，也不是和显微镜下的一个病毒较劲，而是和一个原子较劲！
而且这还只是一方面。量子反常霍尔效应所要求的材料还要有磁性、有拓扑性质，还要绝缘，它是一种薄膜，而且没人知道这种薄膜应该多厚。
薛其坤介绍，美国斯坦福大学华裔科学家张首晟和清华大学的刘朝星等人于2008年首次提出，可以通过制备二维磁性掺杂拓扑绝缘体材料实现量子反常霍尔效应。可是怎样生长出这种材料呢？
为了制备高质量的拓扑绝缘体材料，薛其坤团队用了一种叫“分子束外延”的方法，可以通过一个原子层一个原子层的堆积过程实现。打个简单的比喻，就是把分子按照特别精妙的要求和化學配比垒起来，生成一种材料。而且这些要求和化学配比等，事先没有人知道，只能在实验中不断摸索，不断试。
这样生长起来的拓扑绝缘体是一种内部绝缘，表面可以允许电荷移动的材料，只有几个纳米厚，如果用肉眼观察，培养皿里的拓扑绝缘体只是一小片发灰的芯片，需要4种元素。其中，4种元素的配比该是多少，薄膜的生长条件等，如何把握住不知道的火候，都十分复杂精妙。“比如，应该是1%的铁，还是砒的铁，你怎么知道？”薛其坤说。如果没有深邃的学术判断力，很可能就会走入歧途，可谓差之毫厘，谬之千里。
这个材料简直就是个“怪人”。“这就如同要求一个运动员同时具有刘翔的速度、姚明的高度和郭晶晶的灵巧度。在实际的材料中实现以上任何一点都具有相当大的难度，而要同时满足这3点对实验物理学家来讲是一个巨大的挑战。”课题组成员、清华大学王亚愚教授这样描述实验对材料要求的苛刻程度。
真正地解决其中一个问题，满足3点中的一点，大概花了一年多的时间，又开始解决第二个问题，满足第二点，大概又花了一年多，然后又开始寻找途径解决第三个问题。在复杂的数据中去找到一条正确的路，绝对地考验洞察力和学术水平。
无法忘记，这4年中，那一点点关于拓扑绝缘体的进展：
2010年，完成对l纳米到6纳米厚度薄膜的生长和输运测量。
2011年，实现对拓扑绝缘体能带结构的精密调控，使其成为真正的绝缘体，并去除了体内电子对输运性质的影响。
2011年年底，在准二维、体绝缘的拓扑绝缘体中实现了“自发长程铁磁性”，并利用外加栅极电压对其电子结构进行了原位精密调控。
2012年12月，终于在全世界首次，于实验室中发现了量子反常霍尔效应。
一年半以后，日本东京大学、美国加州大学洛杉矶分校、麻省理工学院和斯坦福大学等4所国际著名高校的研究团队，相继复现报道了量子反常霍尔效应，进一步证明了实验的可靠性。
超级计算机变身iPad大小;手机储存不再是一两百G，而是几个T;电流循环不停，电表却几乎未走字;手机几个月不充电;电脑再也不会发热，再也不会速度变慢……你想象过这一切吗？如果量子反常霍尔效应能够在室温下实现，和解决材料昂贵的问题，微观“小”世界的“小”发现，可能成就宏观世界的大梦想！而且并不需要借助冰箱那么大的昂贵设备去产生强磁场、去实现这个梦想。
这项研究成果为未来信息技术革命提供了全新的原理，使我们能做出低能耗晶体管和电子元器件，还可以用它和超导一起去做量子计算。
2013年4月9日，在清华大学举行的新闻发布会上，著名物理学家杨振宁教授发表讲话时表示：“这是从中国的实验室里头，第一次做出并发表出诺贝尔奖级的物理学论文。”随后在接受凤凰网采访时，杨振宁再次表示：“我相信99%在前沿物理学做研究的人都会同意这是诺贝尔奖级的工作。”
2016年5月30日的全国科技创新大会、两院院士大会上，习近平总书记介绍我国在基础前沿领域国际领先的代表性工作时，提到了薛其坤团队的科研成果。
2016年的诺贝尔物理学奖获得者之一、普林斯顿大学的霍尔丹教授，也就是在1988年提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应的人，他认为，自己能获诺奖，与薛其坤团队量子反常霍尔效应的发现有着非常密切的关系，他对薛其坤院士表示了感谢。霍尔丹教授多次在他的演讲中，特意把薛其坤团队的发现放在显赫的位置，列为拓扑物质领域最重要的实验发现。
这个发现标志着我国在拓扑物质领域的实验研究居世界领先地位。量子反常霍尔效应被瑞典皇家科学院编写的《2016年诺贝尔物理科学背景介绍》列为拓扑物质领域具代表性的实验突破。介绍中说，“25年后，零磁场的量子反常霍尔效应在Cr-（Bi，Sb）2Te3薄膜中被发现，为这个物态提供第一个实验观测。”这也是改革开放40年来中国物理学家的成果第一次被放到这么重要的位置介绍。 作为团队的领头人，薛其坤获得了首届未来科学大奖的物质科学奖，奖金高达一百万美元。
薛其坤，这个助手和学生们口中智商、情商双高的“薛老师”，这个不管在哪里见到他，他都会先向你笑，那样咧开嘴，高兴到心里的笑，感染着团队所有人，让所有人“满血复活”的薛老师，这个时不时买好吃的、煮咖啡“贿赂”大家的“好人”，助手们都说，没有他，就不可能有量子反常霍尔效应的实验发现。
他的研究团队包括清华大学、中科院物理研究所等4个研究组，还有20多位研究生，研究组的成员有毕业于普林斯顿的物理学家王亚愚，有后来去了麻省理工学院深造和宾州州立大学任教的常翠祖，还有中科院的马旭村、何珂和吕力等，大家都是能人。分散在不同地方的实验团队成员，每天都通过电话和邮件交流实验结果，隔两三周就会充分讨论实验的所有细节。王亚愚说：“只有薛老师才能会聚起这么多人，能去做这项研究。”
“好人”，是学生对薛老师最朴实的评价。即使是在担任清华大学副校长后异常忙碌的日子里，他始终保持着与学生们研讨的习惯。
这个薛老师，一口沂蒙口音，普通话完全不标准，采访中却不时逗笑我们。连续3个小时滔滔不绝的讲述，这个科学家、这艘“沂蒙小船”，散发出他特有的诚实、率真，和某种冷幽默。
这艘“沂蒙小船”，对世界充满了真诚的感恩：
感恩父母给这艘小船生命。
感恩过去10多年，党和国家对基础科研和高等教育的稳定支持，投入增长超过了GDP的增长，使他能购买第一流的设备来做实验，成为全世界最幸福的科学家。
感恩“沂蒙小船”有毛病时，导师陆华、樱井利夫帮修修，调调方向。
感恩妻子，在几度的两地分居生活中，一个人带着孩子。而薛其坤所做的，就是获奖时，把手里还没有焐热的一百万大奖支票，马上交给她。
更感恩與自己并肩战斗的助手、学生，给了自己这艘小船青春的生命。
“网络上说你从一个放牛娃到科学家……”
“我没放过牛，我也不知道放牛娃这个是怎么说出去的，我打过猪草，放过鸭子，因为牛全村只有几头，不让小孩放的，小牛跟着大牛，所以即使是小牛也轮不上我放。课余我做的是拾柴火、拾麦子、放鸭子的轻农活儿。”
“蒙山高，沂水长”——讲的就是他出生的临沂地区。临沂市，位于沂蒙山区腹地，是抗日战争和解放战争时期举世闻名的“两战圣地”、红色老区。刘少奇、徐向前、陈毅、罗荣桓、粟裕等都曾在这里战斗过、生活过。他出生的临沂市蒙阴县，是山东省第二高峰——蒙山北边的一个县，1945年5月孟良崮战役，蒋介石王牌军74师被歼灭的地方。
陈毅有句名言——“淮海战役是用独轮小车推出来的”，讲的就是这个地方，400多万小车推着粮食支援淮海战役。还有著名的红嫂的故事，也发生在这里：八路军一个战士受了伤，一个正值哺乳期的老区妇女用奶水救活他。当时，临沂地区的老百姓，一部分跟随林彪四野收复东北，一部分南下参加徐州战役、淮海战役，对解放战争的胜利和建立新中国起到了非常关键的作用。
我们这篇报告文学的主人公薛其坤，就出生在这里。
一方水土养一方人，红色老区的后代流着质朴的血。薛其坤的身上，似乎也闪耀着老区人的一些特质，比如他经常教育学生的是不要斤斤计较，他经常说：“至少，斤斤计较你就不幸福了。”
他的家乡特别穷。
那时，过年到麦收之前基本上会吃糠。
他们那儿主食是煎饼，是红薯摊的，很硬，但粮荒时节，就是春节之后到夏天收麦子和玉米之前，那个都吃不上，就把平时喂猪用的花生皮磨成粉，掺到地瓜粉里做成煎饼，这样吃上三四个月，到夏天麦收后才会得到改善。
虽然家乡特别穷，但却有让童年的薛其坤感觉特别幸福的事，那就是——上学。
1969年，薛其坤上小学了，所谓的上学，就是抱着自己家的小板凳，去“学校”，而所谓的学校，就是一棵大树劈开，好多个学生围着当课桌。老师们都是民办教师。
他喜欢上学，不仅因为这样就不用干农活儿了，还因为围着那棵大树，他每天都能学到一些以前不知道的东西。1 l=2也好，歪歪扭扭的汉字也好，都和刨花生干农活儿不一样，非常有趣，书本对他来讲是个极其美妙、让他向往的世界。
但是这样幸福的日子也不是每天都有的，因为民办教师要同时照顾家里的农活儿，学校三天两头会放假，这每次都让薛其坤有些沮丧，失落。
小学快毕业的一天，薛其坤第一次和同学一起，跟着老师到了蒙阴县城，那是去照小学毕业照，亲眼见到了自己想象了很多次的县城——一个只有几万人的“大城市”。而这之前，自己的活动范围仅仅只有两公里。
这一天让薛其坤感觉到：世界真大！那是一个和学校的“大树课堂”又不一样的精彩世界！
又过了3年，薛其坤一生中第二次到蒙阴县城。只是这一次不再是匆匆路过，而是作为县一中重点班的学生。想想，县里最好的中学最好的班，这多让人骄傲。
这一年是1977年，这一年，中国恢复高考了！
“同学们，高考恢复了，好好学习就有希望考上大学，接受高等教育。”课堂上老师简单的一句话，却让全班同学特别兴奋。
一向开朗的薛其坤没有说话，他只是在心中暗下决心。
由于“文化大革命”的冲击，中国的高考制度中断了10年。整整10年了，中国重新迎来尊重知识、尊重人才的春天。
很多好学的农家孩子意识到，这是命运女神向他们敞开的一扇大门，如果学习足够好，他们就可以“鲤鱼跳龙门”，过上吃商品粮、当国家干部的人生了。这是当时像薛其坤这样的沂蒙山区孩子最朴素和最崇高的梦想！
就是在恢复高考不久，蒙阴一中开始招重点班。 这是县里第一届重点班，这个班配备了全县最好的老师。
薛其坤被选拔到蒙阴一中的首届重点班。
从没见过这么多厉害的老师，也从没听说过这么多天南海北的趣事儿。老师们全部是大学生，不是民办教师，大多毕业于曲阜师范大学、山东师范大学，个别的毕业于山东大学，比如薛其坤的语文和数学老师，就是山大毕业的，支援山区建设来到临沂。一中的老师本就是全县最好的老师，这个50多人的重点班的老师，又是全校最好的老师。老师们经常讲起大城市。薛其坤无法想象那是一个怎样的世界，比蒙阴县城还要大吗？那究竟是怎样的？他确实无法想象。
六七十年代，山东和全国一样，与外界的联系、对世界的了解，基本上就是《人民日报》和县里的广播。
他感觉特别幸福。那时他的理想，就是考上大学。他还有个小秘密，就是将来娶个穿裙子的姑娘，因为，只有县城的姑娘才穿裙子，小学、初中的同学都穿个花褂子，加一条露出脚踝的裤子，穿裙子的姑娘简直是一道美丽的风景线。
上了蒙阴一中之后，没有多少时间干农活儿了。周六中午走两个多小时回家，周日中午就背着一周要吃的饭（煎饼）和咸菜，走两个多小时去上学。
小学时的他，觉得大树旁老师教的方块字很神奇，蒙阴一中时的他，又觉得那些字母、公式跟汉字不一样，更神奇，所以也就对数理化很感兴趣。
发了新书，他就在书的封面上用拼音写上自己的名字，觉得很洋气。
小学时的“大树课堂”幸福，蒙阴一中的重点班幸福，但最幸福的还是山东大学。
1980年，薛其坤考上了山东大学。
这在当时可是个大新闻，轰动了他所在的小县城，家里喜气洋洋地摆开了流水席。而且他不仅仅是考上了大学，成为一名“天之骄子”，而且高考物理满分100，他考了99分。听了班主任的建议，在什么都不懂的情况下，他报了山东大学，被光学系激光专业录取。
这是恢复高考之后第四次高考，蒙阴全县考上20多个本科生，全在他的班级。
因为从来没有学过英语，他的英语考了6.5分，按当年的政策，打三折计人总分，就是2分。他记得自己很有把握地答对了一道题，答对的那道题是：“英语”这个词的英文单词。他胸有成竹地在试卷上写下了：English。除此之外的选择题都是猜的。
考到山大以后，“那真是很难用语言形容的幸福。就像到了天堂”，从茅草屋住到了楼房里，住八人间，住上铺，怕爬不上去，或者摔下来，他反复练习过许多次，但是，这种床和高中的大通铺不一样，他感觉自己的床就是自己的一个小天地，家里给买的一个箱子，就像自己的“嫁妆”一样，非常幸福！
虽然他比别人都瘦小，家里又比别人穷（同宿舍的同学全部来自城市），但他只是觉得一切都那么好：比如吃饭的时候，拿着搪瓷盆、提着水壶，和同学一起去吃饭、打水，按时起床做早操、吃饭、上课、做作业，然后就进行体育运动——这些在别人看来最最普通和理所当然的事。
他还接触到一些特别有趣的东西，比如篮球、足球、排球、乒乓球，一切都让他非常好奇，一年级的下学期他会打排球了，鱼跃前滚翻等都会，非常练利（山东话敏捷的意思），看到电视上的足球比赛，就恨不得变成古广明、赵达裕。但回到现实，觉得自己还是很普通的一个人。虽然后来曾是光学系足球队的主力，打前锋和中后卫，但个子不高，中学也没受过训练，从来不是风云人物，自己关注的女同学也不关心这件事。
还有，同学个个都对他特别友好，同学家大都是城市户口，放假回来带糖块、麦乳精、海产品给大家分享，他第一次吃到这么好吃的东西，他也从家里带了农产品，巴不得给同学吃。他带到学校去的煎饼，是家里特意摊得最精细掺有小麦粉的玉米煎饼，比平常自己家吃的精细得多。玉米做的，颜色很好看，黄澄澄的，但是一般城市人嚼一会儿，腮帮子会疼几天，还有他们那里有名的香椿芽咸菜，他也恨不得给别人，但别人全都不见得喜欢吃，他送给人家时，人家會笑着，很礼貌地接过来，然后放在一边儿。为此他觉得很遗憾。人家为什么就不爱吃呢？这明明是我家最好的东西，他想。
于是他爱上了给同学打开水，感觉给别人打水很开心。因为觉得除了这个，对同学的友好，他无以回报。
写到这里，我想，他的助手和学生口中的“智商、情商双高”“善于激励别人”“是个好人”，就是源于他天性中的乐观、积极与善意吧。
在山大的校园里，这个理科男还爱上了看名著和当时的文学期刊。《十月》《收获》《当代》《中篇小说选刊》……哦，对，还有《基督山伯爵》，这是他印象最深的几本世界名著之一了。精心策划几十年，只为一朝成功报仇。爱恨分明、伸张正义、惩恶扬善、快意恩仇的基督山伯爵唐泰斯，那时就是瘦弱的山东大学光学系学生薛其坤心目中佩服的侠客。
除了这些快意恩仇的文字，他还喜欢静静地坐在图书馆的角落里读爱情小说。《中国青年报》连载的《第二次握手》，是他第一次接触到的爱情小说。还有张贤亮的《灵与肉》。还有，路遥的小说中有一句话他至今记得非常清楚，就是“人生的道路虽然漫长，但紧要处常常只有几步”。
有一天，在学校的图书馆，薛其坤读到了一篇小说，叫《被爱情遗忘的角落》，它讲了一个叫天堂公社天堂大队的地方，讲了一个叫沈荒妹的姑娘，讲述她因为姐姐沈存妮不幸的爱情故事，内心充满了对爱情的恐惧。她很孤僻，对所有的男青年充满戒心。这篇小说的后半段，讲到了沈荒妹终于勇敢地喜欢上了一个人，妈妈为了收彩礼，把她嫁给另一个人，她还钱把自己赎了回来，最后的最后，三中全会的春风吹到了这个叫天堂公社天堂大队的地方，吹到了这个被爱情遗忘的角落。
不知为什么，读了这篇小说，在图书馆静静的角落里，向来乐观向上的薛其坤轻轻地叹了一口气，他又返回去读了读那些令他有些脸红心跳的描写爱情的段落，他的内心有一些模糊的向往，但他更感觉有一些莫名的哀伤堵在心口。 是因为这个叫天堂公社天堂村的地方，像自己的山村吗？
是因为自己的山村也是一个被爱情遗忘的角落吗？
临沂，甚至整个山东，受孔孟之道、儒家文化的影响都很深，招待客人的正餐，妇女都不能上桌，女人死了丈夫之后，终生不能改嫁。
图书馆里，瘦小的薛其坤眼前浮现出小时候村里男人打老婆的情景，他的拳头不自觉地在图书馆的桌子下捏得紧紧的，他想起，10岁时的他，曾经为此下过决心：长大后，身强力壮了，一定要用行动阻止天下所有打女人的男人！
是啊，男人打女人的婚姻一定不是爱情，可是爱情又是什么呢？
感伤只是那么一两天，很快，他又变得乐观向上。作业按要求完成，然后就锻炼和看书，尽管有时也会有些自卑感，但这个瘦小的沂蒙少年，在山大，在省城济南，快乐地生活着，享受着国家给他提供的追求知识的幸福。
大二时，有一天，薛其坤看到学校的报栏上贴着一些研究生招生宣传资料，一看就挪不动步子了，“研究生”三个字在心里咂摸了很久。当时他心里就想，如果考上研究生，也许就能做研究人员、做科学家，这将是多么幸福的一件事啊。
带着真挚的爱情
带着美好的理想
我们来——到了太阳岛——上
这一天，他正躺在宿合上下铺上，跟着小半导体收音机，摇头晃脑地哼唱着郑绪岚的这首《太阳岛上》，室友给他带来一封中学同学的信。
“其坤，考我们哈工大的研究生吧！你看，这个招生简章前言！——希望你到美丽的哈尔滨来追求科学。你难道不盼望吗？”
哈工大的招生简章确实很让人激动，郑绪岚的歌声更让薛其坤憧憬哈尔滨这个城市。
哈尔滨的夏天多迷人
唱不尽我们心中的歌
“去哈工大读研！大学毕业后去太阳岛挥洒青春！”在这些美妙的音符中，薛其坤和他大学的好友王瑞波就这么愉快地决定了。
他俩还互相激励，说：“你看，咱们山大的校友，马祖光，也是激光系的，就考去那儿了，咱俩也考去那儿，还做同学。”
然而考哈工大的研究生，王瑞波考上了，薛其坤没有考上。
不仅没考上，而且高数只考了39分。
换一个人，也许会很沮丧，但薛其坤这样的人，并不会真正地消沉，他只会想：自己没考上，问题在哪儿？当时考研一般四道大题，如果一道没答对，就会被扣20分或30分，所以也有一定的偶然性，但薛其坤还是认为，这说明自己知识上有薄弱点。自我安慰忘掉不快后，他又迅速恢复到平常的快乐中。
1984年7月的一天，21岁的薛其坤从山东大学毕业，被分配到曲阜师范大学物理系当助教，但是做一个研究生的梦想始终铭刻在他心中。
他决定再考，这一次他的目标是中科院物理所。经过近两年的充分准备，他参加了1986年的全国研究生入学考试。
这一次依然没考上，又考了一个39分！这一次是普通物理。
遇到很多人，可能就放弃了，可是薛其坤连气馁都没有。他又是好好安慰了一下自己，发誓花更多的时间复习，特别是好好把普通物理的短板补上，再考。
就这么简单，继续备考，再考。从小到大，他就是这么一个又快乐又简单的人。
1987年，第三次他终于考上了。中科院物理所，中国最权威的物理学研究机构之一。
虽然没考上他不气馁，但是考上了，他还是特别兴奋，因为读研究生搞研究，这是他从大学开始就最向往的事。
生活中仍然有那么多的艰难。考上研，其实也意味着，和妻子两地分居的距离比以前更远了。
1990年他硕士毕业，工作不好找，爱人调动很难，他只好选择在中科院继续读博。
时间又过了两年，到了1992年，这时距离他开始读研，已经有5年。他在科研上却还没有任何像样的成果。没有成果就拿不到博士学位。
而这时，他和妻子的两地分居生活，也进入了第五个年头，这五年，他和妻子一个在北京，一個在泰安，他读硕士、博士的津贴很微薄，妻子在泰安当小学教师的工资同样不高，几乎所有牙缝里省出来的钱都贡献给了铁路，但依然聚少离多，妻子在泰安一个人带孩子，经济上也困难，有时忍不住抱怨，这时，他就不知道该说啥，眼泪差不多流出来，只觉得愧对了妻儿。
1994年，他才在中科院物理所拿到博士学位，从1987年开始读硕士开始，已经过了整整7年。
而忆起当年时光，他说，当时一起做研究生的同学现在仍搞学术研究的基本没有了，很多人出了国，也拿了博士，但后来大多转行了。同学聚会都说最不像科学家的成了科学家。
“人生的道路虽然漫长，但紧要处常常只有几步。”
理科男薛其坤的人生道路，也正如这句他大学时读到的路遥小说中的话。1992年，读硕读博5年，仍无科研成果，这样的忧闷中，薛其坤有了一个东渡扶桑的机会。
是导师介绍他去日本仙台，作为联合培养博士生，去日本东北大学的金属材料研究所深造。
个人的命运总是和时代紧紧相连，比如恢复高考，比如南方谈话。“如果没有南方谈话，办手续去日本的过程不可能这样顺利，要知道这之前的几年，办理出国手续是非常困难的。”他说。
因为从1989年开始的几年中，苏联解体，东欧剧变，我们国家的改革开放进程也遭遇到困难和障碍，这些困难和障碍，有些来自国内，有些来自国外。围绕改革开放究竟应该姓“社”还是姓“资”等问题，有过一些争论。
国家和我们这篇文章的主人公一样，有过一段时间的迷茫。
“东方风来满眼春”，就在这一年，1992年的初春，邓小平视察南方过程中，发表了一系列极其重要的讲话：
——判断改革开放姓“社”姓“资”，标准应该主要看是否有利于发展社会主义生产力，是否有利于增强社会主义国家的综合国力，是否有利于提高人民的生活水平; ——抓住有利时机，发展自己，关键是发展经济，要注意稳定协调地发展，但发展才是硬道理;
——科学技术是第一生产力，经济发展得快一点，必须依靠科技和教育;
——社会主义要赢得与资本主义相比较的优势，必须大胆吸收和借鉴人类社会创造的一切文明成果，包括资本主义发达国家的一切反映现代社会化生产规律的先进经营管理方式，
这些言论在今天看来，仍然具有指明方向的作用，对于当时国家遭遇的困境而言，无疑是振聋发聩的。
南方谈话之后，改革开放的步子，果然“大了一点”，应该说是大了许多。
南方谈话后三个月，1992年6月26日，薛其坤到达了日本仙台的东北大学。
日本的樱井利夫导师派了个中国留学生徐宏伟到东京成田机场去接他，然后到上野，从上野乘新干线到仙台，采访中他对我们解释说：上野对于东京，就像丰台之于北京。地理位置大致如此。
虽然“上野的樱花”已经过了“烂漫的时节”，但一切的一切，都让薛其坤觉得那么新鲜，他马上就要成为鲁迅先生的校友了！马上就要到国际一流的实验室进行科研工作了！
车厢里的一切都让他感叹：“这么发达！”一切都和当时的中国有特别大的差别，东京到仙台当时两个小时，火车上各种设施，座位，插座，黄色的便利贴，等等，一切看起来都那么高级。
上了火车之后，接他的中国留学生给他买了瓶易拉罐的苹果汁，这之前，他在国内只见过易拉罐可口可乐，没见过苹果汁还有易拉罐，一百多日元，细长的，一喝，真好喝！冰镇的，心想苹果汁也能做成易拉罐，太牛了！
他一下子想起自己的孩子，哎哟，这么好的东西，儿子能喝上一点该多好啊。
是啊，可爱的儿子已经4岁了，从儿子出生开始，他就一直不在儿子身边，儿子一直由他妈妈在山东泰安一个人带着。
想着这些他感觉极其内疚。
除了想念妻儿，日本的研究生活还特别地苦，特别地艰难。
导师樱井利夫要求他们：一周工作6天，不管刮风下雨，都要准时到达实验室，过“seven-eleven”（7-11）的生活。薛其坤对那段岁月记忆犹新，“每天就是三件事，吃饭、睡觉、搞科研。连东北大学所在的仙台市是什么样，都了解不多。”
后来，在上《朗读者》节目时，薛其坤告诉主持人董卿，他在日本学习和研究期间有一个挺聪明的主意，就是上洗手间时，在实验室的马桶上打个盹儿，“嗯，不能长了，你要能保证20分钟出去一下，没人注意到你”。
除了体力和毅力上的考验，不懂日语、英语不好则更是精神上的折磨。薛其坤几乎听不懂导师的指令，做实验的时候，他连碰都不敢碰，只能怔怔地看着。身心俱疲的薛其坤到了崩溃的边缘。
再也没有时间，像在山东大学时那样踢球和读小说。
有一次在做实验时，副教授要薛其坤递扳手，结果他没听懂递成了改锥。副教授说了一句“What are you doing”，扭头就走，把薛其坤一个人晾在那里，周围都是实验室的同事，当时他就想找个地缝钻进去。
一个小导师让薛其坤花了三天的时间，把几千个螺丝擺得整整齐齐，进行严格的分类，他当时一个最直接的感觉这是在侮辱他，但后来觉得，这是一个科学家基本素质培养很重要的一个环节。
在日本对实验仪器和工作不熟悉，经常受到批评和冷落。对自己什么时候可以掌握仪器、独立操作、进入科研状态毫无把握，一切都是未知。
想妻子，想孩子，想回国，想回家。他坐在学校旁边的广濑河畔，旁边是郭沫若题字的鲁迅故居，望着西边八木山后中国的方向，压抑、委屈、孤独、思念一齐涌上心头……只是想来完成自己的博士学业，改善一下生活状况，没想到过程是这么艰难。
好在，经历了地狱般的三四个月后，博士生薛其坤渐渐适应了日本的学习和生活。
好在，一年半之后，在当时的中国访问教授周均铭的精心指导下，他终于厚积薄发，做出了一个科研成果，应该算是东北大学樱井实验室里30年来最重要的成果。在国际上著名的物理学杂志——《物理评论快报》上发表论文，在当时的实验室，引起了轰动。薛其坤无意中突然觉得自己“从丑小鸭变成了白天鹅”。
这时已经是1994年年初，他在实验室里，已经是表现最突出的一个，导师樱井利夫强烈希望他就在日本读博士，1994年年初到4月，樱井利夫组织了一个评审委员会，让他简单答辩了一下，就将他变为东北大学的正式博士生。然而一心想回国的薛其坤却一直拖着没去报到和注册。东北大学物理系管研究生的，英语不太好，几次打电话催他，但他硬是一直拖到6月份回国时也没去报到。
不仅如此，他还在离开仙台回国参加博士答辩时，把在日本租住的房子退掉了。
从日本回国参加博士答辩途中，他绕道香港，只待了三四天，但感觉特别亲切，在日本两年，不懂日语，每个周末只能期盼着看一次《人民日报》（海外版），这下在香港突然看到这么多中国字，这么多中国人，更加一心想回来，想逃离，他联系了去香港科技大学读博士后。
回到中科院，博士答辩顺利通过。日本的导师樱井利夫后来发现他没有报到和注册，离开仙台时还把房子退了，心知他对在日本读博不感兴趣，就表示愿意提供一个permanant job，即助手（可以类比于美国的助理教授）的职位给他。当时日本大学的研究室的人员结构是教授，其下是副教授、三个助手，然后是博士后、研究生以及做毕业设计的本科生。此外，樱井导师还特意寄来10万日元，相当于6000元人民币，祝贺他通过博士学位的答辩，这在当时的中国可不算一笔小数目，当时国内的工资一般每月两三百元，樱井教授的言外之意就是希望他回到仙台。
不愿拂樱井导师的好意，更不愿影响中科院和东北大学的合作关系，在单位领导和导师的建议下，他重新又回到日本。夫人和孩子1995年春天也去了日本。
这一次回到仙台，收入比之前提高了3倍多，之前的1992年到1994年，每月10万日元，每月可存下3万日元，相当于1800元人民币，一年下来可以买几大件。1994年以后收入翻了3倍多，每月将近40万日元，一家三口用了之后，一个月可以攒20万日元，家庭经济条件迅速得到改观。 不仅如此，日本人一丝不苟、追求极致的治学态度强烈地影响着薛其坤，回想起来，他甚至感谢曾经的那个小导师，让他花了几天时间把几千个螺丝分类摆放。他后来对自己实验室的学生说：“即使是洗一个烧杯，你也要洗到你自己认为能达到的最最干净。”他认为，这种一丝不苟精神甚至对发现量子反常霍尔效应也是必不可少的。
这期间，他还参加了不少国际会议。
1996年，因为做出了突出的成绩，樱井利夫奖励薛其坤去美国进行学术交流，包括参加物理学规模最大的美国物理学会年会，在会上做报告，介绍自己的学术成果。这对这位整个中学时代没学过英语的科学家着实是个巨大的挑战，糟糕的英语口语让他不知所措。为了做好一个20分钟的报告，为了保证万无一失，他把要讲的每个单词、每句话写下来，然后模拟练习了80多遍。不但纠正了发音，还把演讲进度控制在秒上，连每个单词做什么手势，他都练习到位。
演讲完后，在场的国外知名教授们，那些他只在文献上见过名字的、让他膜拜不已的教授们，纷纷走来向他表示祝贺。
可以说通过这次会议，薛其坤在国际物理学界崭露头角。
“Thank you，very glad t0 meet you！Thank you for your kind words！”
当他忙不迭地与来自美国的、英国的、欧洲的各路物理学界大牛握手，用他仍然带有沂蒙口音的英语感谢他们的祝贺时，他深深地体会到了这句话：科学无国界。
科学无国界，可是科学家有祖国。
1996年6月，就是他在美国的国际学术会议上演讲的那一年，导师樱井教授介绍薛其坤到自己早年在美国贝尔实验室工作时的好友——美国北卡罗来纳州立大学D.E.Aspnes门下做博士后。
在北卡罗来纳州，北卡州立大学、杜克大学、北卡大学教堂山分校构成一个三角区（research triangle），有一天，薛其坤特别兴奋，因为中国女篮来杜克大学和其女篮比赛了！他带着儿子去看，终于见到了仰慕已久的著名国手郑海霞。
可是中国队输了，最后一分钟输了一个球。
“唉——”，当那一个球让一切成定局的时候，薛其坤大声地叹了一口气，遗憾得就像自己的实验在最后关头失败了一样。
他突然觉得这种感觉好熟悉。
就像80年代初，看电视上的女排比赛！
那时候的山东大学寝室，和全国每一个角落一样，中国女排得一分，哪怕是一个换发球，全国人民都开心得要飞起来，输一个球就由衷地遗憾，虽然遗憾马上又会被喜悦带走。
青春记忆扑面而来：
女排拿“五连冠”的时候，男排拿了亚洲冠军还是亚军，宋世雄激动地解说着，大家都觉得国家强大了。
那时候他还没出过国，对爱国主义也没什么理解。只觉得作为一个中国人，一定要像女排一样为国争光。
……
在杜克大学篮球场的观众席上，薛其坤突然觉得自己是那么想家，想念祖国。更主要的是，他总觉得自己对那片土地有一种责任感一那片他已经离开了太久，但却从来也没有忘记的土地。
也似乎正好从那时开始，从祖国，从昔日的同窗那里，不断传来一些好消息，传到时不时会莫名思乡的薛其坤心里。这些好消息，关乎正在强盛的中国，关乎科技人员待遇的改善：
——1994年，中科院“百人计划”开始实施。科研启动经费200万，一个当时看来的巨大数字。
——1994年，为促进青年科学和技术人才的成长，鼓励海外学者回国工作，加速培养造就一批进人世界科技前沿的优秀学术带头人，国家自然科学基金委员会（简称基金委）特别设立了国家杰出青年科学基金（简称杰青基金）。
——1998年8月，中国教育部和李嘉诚基金会共同启动实施了“长江学者奖励计划”。在当时不到1万年薪的水平下，给被奖励学者增加10万年薪，当时获奖励学者100个，这在学界制造了一个风向标。
——1999年，国务院批转教育部《面向21世纪教育振兴行动计划》，“985232程”正式启动建设。而且，“98532程”一期建设率先在北京大学和清华大学开始实施。
薛其坤感觉到，就在自己离乡背井的5年，国家有了很大变化，科教兴国，国家开始有精力、有财力支持海外学成人员回国。
1997年，在北卡州立大学期间，他被户口所在单位物理所推荐，申请了基金委的国家杰出青年科学基金，1998年申请批下来。杰出青年基金获得者能得到60万的经费资助，这对当时的年轻人来讲更是一个莫大的荣誉和精神鼓舞。
同在1998年，薛其坤人选中科院“百人计划”，1999年，他到中科院物理所报到，2000年正式携家人回国。
他清楚地记得，当飞机降落在首都机场，从舷窗往外看时，他的手握着爱人的手，有一些颤抖，毕竟，这是一片经常出现在他梦中的土地，而这个熟悉的城市一北京，也是他真正想把自己的青春和智慧参与进去的地方。
是的，他的理想不在仙台，不在北卡罗来纳州，他的理想就在这里——中国的首都北京。
机场大巴外变換的街景让他感慨，这个城市真的有太大的变化，而他心中暗暗发的愿是——有他的加入，这个城市，乃至这个国家，在高等教育方面，能有更大的变化，能以更快的速度占领世界制高点，他希望自己能利用这些年学到的本事，为祖国做一点事情。
2005年，41岁的薛其坤进入清华大学物理系任教育部长江计划特聘教授，同年11月被增选为中国科学院院士。2013年5月起任清华大学副校长（分管科研）。
也就是说，从2000年开始，他把早上7点进实验室、晚上11点出实验室的“7-11”生活，从日本仙台和美国北卡罗来纳州，搬到了中国北京。
而且有了一批中国的自然科学精英，被他强烈的人格魅力所感召，跟随他过上了“7-11”的幸福实验室生活。 2012年，中央组织部、人力资源社会保障部等11部门启动实施“国家万人计划”。目标是用10年时间，遴选1万名左右自然科学、工程技术和哲学社会科学领域的杰出人才、领军人才和青年拔尖人才，给予特殊支持。薛其坤人选“万人计划”的最高层次“杰出人才”项目，被批准组建全国首批6个“科学家工作室”之一。
这些年来，他在国际会议上应邀做特邀大会主题报告150余次，其中5次在美国物理学会年会做特邀报告。曾获何梁何利科学与技术进步奖（2006）、国家自然科学二等奖（2005、2011）、第三世界科学院物理奖（2010）、求是杰出科技成就集体奖（2011）、陈嘉庚科学奖（2012）、“万人计划”杰出人才（2013）、求是杰出科学家奖（2014）、何梁何利科学与技术成就奖（2014）和未来科学大奖物质科学奖（2016）等奖励与荣誉。
这一切荣誉，都与他对中国科学、中国高等教育的付出与贡献分不开。
诺奖级的发现并非终点。2018年的薛其坤，又在他的量子世界里，找寻着什么呢？
“超导现象也是非常奇特的宏观量子现象。全世界研究它已有一个多世纪。”他说。这几年他绞尽脑汁思考的，正是超导，而且他的团队在高温超导方面也取得了新的重大进展。
什么是超导呢？对大部分材料来讲，如果降温的时候，它的电阻会一直地下降，绝大部分材料，即使降到绝对零度，还剩有一点电阻，另一种材料，当降到某个特定的温度——转变温度，电阻会变成零，这是超级导电，就是我们常说的“超导”。
超导和量子反常霍尔效应一样，是不同于欧姆定律的一种奇特的电输运现象。如果用一个超导体做一个圆环，通上电，一直使它处于超导，因为电阻为零，这个电流会永无休止地流下去。如果用超导材料做输电线路，会大大降低输电能耗。不同于量子反常霍尔效应的是它有完全的抗磁性，即处于超导态的材料中不允许有磁力线穿过，用这个特性可以做成高速磁悬浮列车，等等。如果我们在室温下实现了超导，我们很容易想象，这将会导致很多核心技术的革命。
超导现象1911年由荷兰科学家昂尼斯发现，两年以后，昂尼斯因这个重大发现获得了诺贝尔物理学奖。仅超导这个领域的研究就5次被授予诺贝尔奖，分别在1913年、1972年、1973年、1987年、2003年。
超导研究的一个主要方向，就是如何提高材料达到超导状态的温度——超导转变温度。室温下的超导甚至会和电的发现一样重要。但大部分材料的超导转变温度非常低，一般是液氦温度附近。液氦沸腾的温度是4K，达到液氦温度要花非常大的力气。液氦价格不菲，每升100元人民币，一般仪器每天要消耗10升，花费在1000元左右，相当于一瓶茅台酒的价格。第二个非常重要的温度点就是77K，即液氮沸腾的温度，这是个非常重要的温度点：液氮很便宜，每升4元钱，也就是两瓶矿泉水的价格，如果能用这个价格使材料达到超导状态，超导材料就更加有经济实用价值了。所以，发现超导转变温度在液氮沸腾温度的超导材料是物理学家长期以来梦寐以求的一个重大科学目标。1986年，瑞士的两位物理学家穆勒（K.Alexander Mtiller）和贝德诺尔茨（J.Georg Bednorz）发现超导转变温度在液氮温区的含铜氧化物超导材料，第二年他们就获得了诺贝尔物理学奖，其重要性可见一斑。
薛其坤团队发现的，正是在液氮温区77K附近的常压高温超导体系，这很可能是自1986年发现铜酸盐陶瓷高温超导材料以后超导转变温度最高的材料体系。
然而，在超导研究领域，薛其坤和他的团队还在继续努力。一是研究怎样把超导的温度提到室温，这是全世界物理学家和材料学家目前最想征服的高山之一。二是他们在研究铜酸盐陶瓷高温超导材料的超导形成机制。尽管大家都知道超导是电子两两之间形成配对，配对的电子形成一个整体，从而导致电阻消失，但电子究竟是怎么配对的，电子配对的机制是怎样的，目前仍然是个谜，他们正在全力以赴研究之中。
这些问题一旦研究成功，将是对人类的一个重大科学贡献。
说完了超导，在清华大学薛其坤院士的“科学家工作室”里，我准备了其他一些问题问这位科学家，比如：
连续20年，每天7点进实验室，晚上11点出实验室，一年工作时间将近330天，每天工作15小时，年平均工作时长有近5000个小时。你累吗？
去国外开会，主办方安排的旅行你几乎没参加过，每次都是开完会就往回赶。只有春节会回山东老家陪父母过一个星期。其他时间，就算是妻子想拉你去逛逛圆明园，即使与清华距离这么近，你都没去过。基本上除了过年，就在实验室，要不就出差，没有其他地方去。你想过丢下实验室的一切，去开始一场说走就走的旅行吗？
是不是只有苦行僧才能忍受日复一日、年复一年的科研生活？
可是，当我看到他那张快乐的脸，我突然觉得自己的那些问题太可笑。
子非鱼，焉知鱼之乐？
“你如果干一件自己不喜欢的事儿，待在一个自己不喜欢的地方，你可能会不停地看表——怎么還不到10点？怎么还不到11点？怎么才过了10分钟？怎么还不吃午饭？怎么还不到周末？怎么还不放暑假？而你做自己喜欢的事呢？比如看一篇好的武侠小说，你不睡觉都想看到故事的结局。做实验也是一样，尤其是实验又有了一些进展时。哎，一看表，不知不觉又到11点了，怎么又该回家了？然后走在回家的路上，想到明天有可能会有的新进展时，幸福油然而生。科学家就是在这种没有时间意识又对时间斤斤计较的矛盾状态中，度过了一天又一天的快乐时光。”
是的，粒子怎么可以穿过墙壁般的势垒，电子为什么可以围绕原子核不停旋转，那个肉眼看不见的量子世界，有太多神奇的未解之谜，探究它们，带给科学家薛其坤毕生最大的幸福。
在2017年年初未来科学大奖物质科学奖颁奖典礼上，薛其坤如是说。
2018年，薛其坤院士在苦苦思索高温超导的机制，那么2018年的中国，又经历了什么？
2018年，中国的改革开放，迈入第四十一个年头。中国的经济体量，早已跃居世界第二。不仅如此，近年来，中国经济运行保持着高速增长。2013-2016年，中国GDP年均增速为7.2%，在世界主要经济体中占据最高位。
中国经济在高速增长的同时，国际影响力也大幅提升。据IMF和世界银行测算，2013-2016年，中国对世界经济的贡献率平均为31.6%，超过美国、欧元区和日本贡献率的总和，居世界第一位。
这些，都足以让我们每一个华夏儿女由衷地自豪。
同时，诚如薛其坤院士所言，中国科学也处在黄金时代。就像40年前的1978年，我国召开了全国科学大会，科学的春天到来了。2016年，在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会上，总书记再次吹响了“向科学进军”的号角。
虽然我们在2018年一度遭遇的“芯片之痛”也不可无视：
今年，美国政府对中兴进行了制裁，这让大多数中国人第一次认识到：中国还没有研发出具有完全自主知识产权的高性能通用芯片。
“是的，核心的通用芯片我国还不能完全自主量产，即使设计是自主的，我们还要到境外做流片制造。”
说到这个问题，我們都沉默了大约有20秒钟。
然后，薛其坤教授告诉我一些数据，一些关于大学的数据：
全世界诺贝尔奖得主基本上集中在全球11所顶尖大学，依次是哈佛大学、哥伦比亚大学、剑桥大学、芝加哥大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校、斯坦福大学、耶鲁大学等学校。1966年设立的世界计算机图灵奖，至今共有67位得主，除了犹他大学、纽约大学、希腊格勒诺布尔大学以外，其他得主全部来自世界前20的大学和所在国最好大学。其中，加州大学伯克利分校13名，哈佛大学10名，斯坦福大学8名，麻省理工学院6名。很多美国领头高技术企业的创始人也都来自世界或所在国的顶尖大学，比如：微软创始人比尔·盖茨（Bill Gates）肄业于哈佛大学;谷歌创始人拉里·佩奇（Larry Page）和谢尔盖·布林（Sergey Brin）都毕业于斯坦福大学;特斯拉、SpaceX的创始人埃隆·马斯克（ElonMusk）毕业于宾夕法尼亚大学;思科的创始人列昂纳德·波萨克（Leonard Bosack）毕业于斯坦福大学和宾夕法尼亚大学，等等。
我国的23位两弹一星元勋，均来自清华、北大、西南联大、交大、中央大学。
当今世界，重大的科学发现和关键的核心技术，主要由世界一流特别是顶尖大学培养的人才所发现或发明，我们中国要想成为现代化强国，必须要建设若干所世界一流的大学，以此培养世界上最有竞争力的人才。
习近平总书记多次强调，综合国力竞争归根到底是人才竞争。哪个国家拥有人才上的优势，哪个国家最后就会拥有实力上的优势。
这也是为什么，薛其坤在继续领导着自己科研团队的同时，“大胆转型”，选择了担任清华大学分管科研的副校长。他认为，作为国家重点支持建设的高校之一，清华在培养人才、推动国家强大方面义不容辞。他希望能够利用自己多年来在科研方面的经验和体会，在管理岗位上，促进学校整体人才培养和科研工作的提升，让清华培养更多更好的在国际上最具竞争力的人才，诞生更多一流的学术成果。
这一重大的选择，来自他对中国、中国科技、中国教育的信心，更来自他对中国、中国科技、中国教育的强烈责任感。
这么多年，这责任感在他心中从来不曾消失，不管是在仙台，还是在北卡罗来纳州，还是在美丽的清华园。
“我一直在寻找一个平衡，兼顾好学校的科研管理事务和自己实验室的科研攻关。”他说，“这个平衡点就是，我现在主要是在科研的宏观和战略上把握得多一点，多思考团队的研究方向，在大的科学目标上多把关、在关键的研究上建立层次，具体工作则让年轻人去做，我集中对他们的方向进行指导，这也是培养他们成为未来优秀学术带头人必须要想到的。”
而一说起年轻人、助手、学生，他就如数家珍。回国以来，他培养了100多位博士后和博士，其中具有国字号人才称号的近30个，他们中2/3都选择了留在高校和科研单位从事学术研究。而他们又把他从事科研的传统、从事科研的快乐传给自己的学生，他学生的学生中已有很多在高校当了老师。每年8月份暑假，都会举行毕业后的学生聚会，快乐的他有一个让他快乐无比的学术大家庭——Xue Group。
“所谓大学者，非谓有大楼之谓也，有大师之谓也。”——1931年12月2日，梅贻琦就职清华校长，他在演讲中这样说。今天，清华的薛其坤副校长，每当看到自己的学生中有越来越多的人成才，有越来越多的人正在成长为科学家，就倍感欣慰。
然而，当我作为一个采访者，对薛老师这么多年，为中国科研、中国高等教育所做出的贡献由衷喝彩时，他却觉得，道远且长，自己还有太多需要做的。
他要在他的量子王国里有更大的突破，还要培养更多的科学家。因为，“一个大师、一个科学家究竟意味着什么？美国海军次长DanKimball在谈及钱学森时，曾说：‘不管在哪里，他都值三到五个师。’”
大师从何而来？“小平同志说得好，科学技术是第一生产力，科技的发展关键在教育。”说到小平同志，薛其坤院士忆及1977年恢复高考，自己一个农家娃，被选到县城的重点班读书，又考到省城的山东大学，还有，1992年南方谈话之后，自己有了机会东渡日本，培养了一丝不苟的治学精神，和世界性的学术眼光。
更难忘后来入选“百人计划”，作为长江学者特聘教授调到清华，建立科学家工作室……
中国科学正处在黄金时代，如果继续加大对人才、教育的重视，倡导科学家与科学精神的引领，当今之中国，一定能更加强有力地抢占人才高地，一定能更强有力地推动科技创新，从而推动以创新为引领的新发展理念的更有力落实。对这一点，薛老师充满信心。
清华、北大，全国中小学生排着队参观的神圣殿堂，让中国人肃然起敬的顶尖学府，14亿人的国度中最好的大学。只要继续加大重视，它们应该完全可以和哈佛、普林斯顿、斯坦福、哥伦比亚、麻省理工比肩。
只要继续加大重视，曾经大师辈出的清华园，一定能走出更多的梅贻琦、钱学森、邓稼先、华罗庚、叶企孙、薛其坤。
只要继续加大重视，著名的钱学森“临终三问”，也一定将有圆满的回答。
期待有一天，应该很快，我们拿起手机，看到量子反常霍尔效应在常温下实现了，超导的机制清楚了，或者各种别的什么振奋人心的科技进步。
如果科学家是衔着变革之枝，飞向未来的鸟，那我们的国家，我们的社会，一直给予他们很多关爱，我相信，国家和社会还将为他们铺就更温暖、更适合科技创新的鸟巢。
这些鸟儿喉咙中的歌，那些闪耀着科学光芒的歌，将被更多的耳朵听到，将有更多的鸟加入它们的和声。
会有更多中国的声音，被世界听到，被未来听到。
让这些“科学鸟”，这些带着火种的普罗米修斯，带领我们，带领黄皮肤的中国飞往未来吧！
我们一定能跨越途中的中等收入陷阱。
我们一定能收获更多的繁荣与进步。
我们一定能尽快实现中华民族伟大复兴的中国梦。
责任编辑 赵文广
不知为何，我突然眼睛有些发酸。
这就是清华——中国人心中最神圣的两所大学之一。
采访的联系人张友生老师给门卫打了电话，我走进了宁静的清华园。
行走在寂静的清华园，看着那些骑着自行车，风一般掠过的清华学子，我的心里涌起一阵佩服。我的孩子曾经就读于我们市最好中学的清北班，那几年里，考上清华、北大，就是我女儿和她的清北班同学，还有我们全部家长做梦都想的事儿。虽然她后来申请到了美国排名14的大学，我此刻仍然發现，和所有中国人一样，最让我肃然起敬的，依然还是清华、北大。
而我今天要去采访的，是中科院院士、清华副校长薛其坤。
习近平总书记介绍我国自新中国成立以来在基础前沿领域国际领先的代表性工作时，提到量子反常霍尔效应，其发现者是：薛其坤团队;
“从中国的实验室里头，第一次做出并发表出诺贝尔奖级的物理学论文”——杨振宁教授所说的，是薛其坤团队;
2016年诺贝尔物理学奖获得者、普林斯顿大学的霍尔丹（Haldane）教授在介绍其获奖理论工作时同时介绍的实验发现，其发现者仍然是：薛其坤团队。
薛其坤，那个在央视《朗读者》节目中，用沂蒙口音讲述他的日本导师请他吃生鱼片，然后问董卿：“生鱼片，你吃过吧？”一句话让观众大笑之余留下深刻印象的朴实可爱的科学家。
中国实验室的重大科学发现：量子反常霍尔效应
“我叫薛其坤，薛宝钗的薛，薛定谔的薛。50多年以前，我出生在山东沂蒙山区的一个小山村，家乡非常贫穷。我就像一只小船从非常简单的地方出发，到济南读大学，到孔子的家乡曲阜工作。然后，来到了我们的首都北京读研究生。然后又东渡日本的仙台，和鲁迅先生做校友，留学、工作。然后又到美国做博士后。在地球上转了一圈以后，又落脚于北京，落脚于清华大学。今天我代表我的团队走到了这个崇高的舞台上。我想说能够登上这样的舞台，我是特别幸运的人。所以，我感激，我感恩。”
这是薛其坤2016年9月在未来科学大奖物质科学奖颁奖仪式上的深情告白。未来科学大奖是一个对标诺贝尔奖的中国民间科学大奖，首届包括物质科学奖和生命科学奖两个奖项，每一个获奖者的奖金高达一百万美元，其中物质科学奖由著名企业家邓锋、吴亚军、吴鹰、徐小平捐赠设立。薛其坤这条从沂蒙山区出发的小船，凭借什么获此殊荣？
他凭借的是2012年12月，中国清华大学的实验室里所诞生的一项重大的科学发现：薛其坤团队在真实材料中发现了量子反常霍尔效应。这是新中国成立以来由我国科学家发现的、寥寥无几的重要科学效应之一。
这是一项颠覆性的科学发现，它使我们人类对微观世界电子运动规律的认知达到了一个全新的高度。
欧姆定律是电磁学的经典规律。按照人们熟知的欧姆定律，在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电势差成正比，跟这段导体的电阻成反比。简单地说，有电流时一定会有电压和电阻。
可是，在量子反常霍尔效应中，就是可以有电流时没有电阻和电压。
同样根据欧姆定律，电流在传输的同时会产生热，其热量正比于电阻以及电流的平方。热的产生既有用，也有害，比如，电阻存在导致的器件发热是包括微电子产业在内的很多产业都面临着的一个瓶颈问题。
既然在量子反常霍尔效应中，电流通过时材料没有电阻，器件在运行时发热将会很少，发热、能耗、速度慢等问题理论上说就可以被完全避免。你能想象你的手机一个星期不充电吗？它是不是很颠覆？量子反常霍尔效应甚至还将有可能带来更多我们无法想象的应用，更多我们无法想象的变革。而且做到这一切，它并不需要像三次斩获诺贝尔物理学奖的量子霍尔效应一样需要强磁场。它根本不需要磁场。
但是什么是量子反常霍尔效应？在了解它之前，我们先来了解什么是量子霍尔效应。
量子霍尔效应：强磁场下电子的高速公路
我去采访薛老师的时候，特地把手机充满电，充电宝充满电，生怕采访的时候，正录着音，手机没电了，掉链子。
手机没电是一件非常尴尬的事儿，而这件事又经常发生。
手机为什么会经常没电？因为普通状态下的电子运动，时有碰撞。就像人从乱糟糟的农贸市场的一端走到另一端，总会走弯路、碰到人，那么就会造成发热、效率不高，这不只是手机这种电子产品耗电快的原因之一，也是目前所有晶体管发热、能耗高的重要原因之一。
有什么方法能让电子运动像车子在“高速公路”上分道行驶，有一定规则，而不是像在农贸市场里那么混乱无序吗？
有，那就是量子霍尔效应中的电子运动。
量子霍尔效应是指在强磁场的条件下，电子运动如同车辆在高速公路上行驶一般规则有序，这无疑可以减少电子相互冲撞造成的发热、能耗高等现象。因此，在量子反常霍尔效应发现之前，量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最基本的量子效应之一，它是一种典型的宏观量子效应，是微观电子世界的量子行为在宏观尺度上的一个完美体现。
事实上，与量子霍尔效应相关的研究已三获诺贝尔奖：
半导体硅中的整数量子霍尔效应，1980年德国科学家冯·克利青（Klaus yon Klitzing）发现，于1985年获诺贝尔物理学奖;
半导体砷化镓中的分数量子霍尔效应，1982年美籍华裔物理学家崔琦（Daniel CheeTsui）、美国物理学家施特默（Horst L.Stormer）等发现，美国物理学家劳弗林（RobertB.Laughlin）给出理论解释，三人共同获得1998年诺贝尔物理学奖;
石墨烯中的半整数量子霍尔效应，2005年英国科学家安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）发现，于2010年获诺贝尔物理学奖， 所有这些发现都与量子霍尔效应有关。量子霍尔效应与后来薛其坤团队发现的量子反常霍尔效应一样，都是不同于欧姆定律的全新物理效应，但前者却需要强磁场才能实现。那么接下来我们来看看何为量子反常霍尔效应。
量子反常霍尔效应：零磁场下电子的高速公路
那么，什么是量子反常霍尔效应呢？
普通量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，磁场的强度一般在几个特斯拉，大概是地球地磁场的几万倍，有时甚至要高到几十万倍，要产生这样的磁场需要一个非常大的昂贵设备。薛其坤说，一般像冰箱那么大，造价几百万。我们平时兜里装一个充电宝都会觉得包重了好多，计算机旁边配一个冰箱那么大的设备来产生磁场，可想而知，要实现量子霍尔效应成本非常昂贵，庞大的体积也不适用于便携式电子产品，显然很难得到应用。
那么有没有什么办法，在零磁场的条件下，也让电子运动像在高速公路上那么有序，而不是像在农贸市场里那么乱糟糟呢？
这听起来很难。
但科学家首先是一些富有想象力的人，他们想象出一件又一件不可能的事。
1988年，美国物理学家霍尔丹（F.DuncanM.Haldane）提出，可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应。
然而Haldane的理论模型在实际的固体体系中无法实现，因为它要求在晶格尺度上交错的磁场。如果不能在真实材料中发现它，它就仅仅只是一种猜想。
而实验科学家，就是用实实在在的实验数据，实现猜想的人。
薛其坤和他的团队成员，就是这样的科学家。
2012年：发现！
世界量子物理学应该会记住2012年——人类终于在真实材料中发现了量子反常霍尔效应！这个量子世界的物理现象不再只是一句猜想。
那是2012年10月12日晚上10点35分，因为实验没有进展，薛其坤老师情绪不是太好，加上这天非常劳累，就比平时提前了半个小时回家，在学校住宅小区马路边刚停好车，突然手机在兜里震动了一下。
“薛老师，量子反常霍尔效应出来了，等待详细测量。”是学生常翠祖发来的。
平淡的两句话，令薛其坤几个月的郁闷一扫而光。
迅速压抑住心脏的狂跳，平静下来，薛其坤立即组织起团队成员，设计实验方案、部署实验细节，马上投入到优化和验证实验的实施步骤中。
收到短信的那天晚上，仅仅是量子反常霍尔效应露出了尾巴，从出现迹象到完成，又花了两个多月，不断地改变表面、界面和材料的状态，直到12月的一天……
这一天，仿佛是有预感，一向喜欢买好吃的“贿赂”大家的薛其坤，又提前在机场的免税店买了最好的香槟之一Dom Perignon。
这一天，一个所有人期待了4年的标志性数值——25812.807歐姆，终于出现在了他们的实验室……那一刻，数据不停地跳动着，10000、20000、25800、25812.807，数据停住了！
为什么会是它——25812.8077为什么会是这个数字？因为材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到量子电阻（h/e2=25812.807欧姆）的数值，并形成一个平台，同时纵向电阻急剧降低并趋近于零，再完全降到零，这是量子化反常霍尔效应的特征性行为。
如果数据没有停在那里，冲过去了，就说明整个团队4年努力的方向是错误的，是完全无意义的。也可能又是很有意义的，说明理论预期并不正确，会避免更多的人徒劳无功，这是科学探索中经常出现的现象。
那一瞬，每一个人都屏住了呼吸。团队里的每一个人，彼此望着对方，不敢相信自己的眼睛。真的是25812.807欧姆吗？真的稳定在了这个大家期待了4年的数值吗？
2012年12月，这一群中国人，在全世界，首次在真实材料中发现了量子反常霍尔效应！
拍照，用一次性纸杯喝最好的香槟，想哭但是哭不出来……
这一天，离2008年10月实验开始，已过去4年多。四年零两个月，1500多个日子，每天从早上7点到晚上11点泡在实验室里。
2008年10月到2009年2月，第一个平台期——最开始的整整7个月，他们沿国际上惯用的技术路线进行尝试，数字始终保持在“0”附近，几乎一动不动。7个月，重复做一个实验，各种改进，各种猜想，找了几十个原因，发现都不是原因，都没能丝毫解决问题，数值就是固执地保持在“0”附近，离他们想要的25812，不肯迈进0.001，学生都干不下去了，因为他们要写论文，要毕业，大半年、大半年地在这个毫无进展的实验上耗，耗不起。
2011年5月，化学势调控和铁磁绝缘相的实现，让电阻值开始摆脱7个月不变的“0”，向0.01迈进了一小步，然后0.02，0.03，0.05……
到2011年6月，又进入第二个平台期——数值达到了5000，然后，数值几乎又不动了。直到2012年1月。又是大半年，没有任何进展，又开始看文献，分析数据，导师薛其坤又不停地鼓励学生，找问题，找到一个可能性、突破点，就去试，试了之后发现仍然没用，又找，又试，又白搭。
2012年1月，终于发现一个途径是正确的，通过优化组分和层厚，数据开始明显地往上走。
2012年3月，又陷入停滞，第三个平台期——直到2012年10月，数据开始明显上翘，薛其坤老师收到学生常翠祖发来的那条短信，那条让他的手有些微微颤抖的短信。
大家终于知道自己团队的努力方向是正确的了！
有过多少次失败？探索过多少种不同元素、组分和结构来生长材料？用过1300个，还是1500个样品？
薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量，多少道难关？
其中薄膜生长、磁性掺杂等，就是为了制出满足实验需求的材料，这是最难也最关键的部分。 为什么制出材料最关键？前面曾经提到过，量子霍尔效应和量子反常霍尔效应之所以奇妙，就是因为在这种效应中材料是没有电阻的，同时，在垂直于电流流动方向的电阻（霍尔电阻）归化成一个与材料没有任何关系的量子电阻值，即上面提到的25812.807欧姆。
那怎样才能没有电阻呢？量子霍尔效应是借助强磁场，量子反常霍尔效应呢？我们都知道在宏观世界中电阻的大小和材料有着一对一的直接关系。因此要实现量子反常霍尔效应，突破点应该在材料上。这种材料首先应该在电流通过时没有电阻，然后它还要自带磁性，以代替量子霍尔效应中的强磁场，还有呢？它应该多厚？
没有电阻？这是多么极致的要求！就好比一块完全没有摩擦力的地面。也只有在量子世界才能达到这样的极致。
制出满足实验需求的材料，就是需要这样“偏执”到极致！薛其坤曾经说：“在量子世界中，我们追求材料纯度是无止境的。”如果10亿个硅原子排列成晶体，中间有1个杂质，相对于绝缘的硅，其电阻会变成3个量级，达到3000倍的变化。准确地说，就是在量子反常霍尔效应实验中，一种百万量级原子中，不能出现一个原子的误差或者杂质！
他们不是和一粒尘埃较劲，也不是和显微镜下的一个病毒较劲，而是和一个原子较劲！
而且这还只是一方面。量子反常霍尔效应所要求的材料还要有磁性、有拓扑性质，还要绝缘，它是一种薄膜，而且没人知道这种薄膜应该多厚。
薛其坤介绍，美国斯坦福大学华裔科学家张首晟和清华大学的刘朝星等人于2008年首次提出，可以通过制备二维磁性掺杂拓扑绝缘体材料实现量子反常霍尔效应。可是怎样生长出这种材料呢？
为了制备高质量的拓扑绝缘体材料，薛其坤团队用了一种叫“分子束外延”的方法，可以通过一个原子层一个原子层的堆积过程实现。打个简单的比喻，就是把分子按照特别精妙的要求和化學配比垒起来，生成一种材料。而且这些要求和化学配比等，事先没有人知道，只能在实验中不断摸索，不断试。
这样生长起来的拓扑绝缘体是一种内部绝缘，表面可以允许电荷移动的材料，只有几个纳米厚，如果用肉眼观察，培养皿里的拓扑绝缘体只是一小片发灰的芯片，需要4种元素。其中，4种元素的配比该是多少，薄膜的生长条件等，如何把握住不知道的火候，都十分复杂精妙。“比如，应该是1%的铁，还是砒的铁，你怎么知道？”薛其坤说。如果没有深邃的学术判断力，很可能就会走入歧途，可谓差之毫厘，谬之千里。
这个材料简直就是个“怪人”。“这就如同要求一个运动员同时具有刘翔的速度、姚明的高度和郭晶晶的灵巧度。在实际的材料中实现以上任何一点都具有相当大的难度，而要同时满足这3点对实验物理学家来讲是一个巨大的挑战。”课题组成员、清华大学王亚愚教授这样描述实验对材料要求的苛刻程度。
真正地解决其中一个问题，满足3点中的一点，大概花了一年多的时间，又开始解决第二个问题，满足第二点，大概又花了一年多，然后又开始寻找途径解决第三个问题。在复杂的数据中去找到一条正确的路，绝对地考验洞察力和学术水平。
无法忘记，这4年中，那一点点关于拓扑绝缘体的进展：
2010年，完成对l纳米到6纳米厚度薄膜的生长和输运测量。
2011年，实现对拓扑绝缘体能带结构的精密调控，使其成为真正的绝缘体，并去除了体内电子对输运性质的影响。
2011年年底，在准二维、体绝缘的拓扑绝缘体中实现了“自发长程铁磁性”，并利用外加栅极电压对其电子结构进行了原位精密调控。
2012年12月，终于在全世界首次，于实验室中发现了量子反常霍尔效应。
一年半以后，日本东京大学、美国加州大学洛杉矶分校、麻省理工学院和斯坦福大学等4所国际著名高校的研究团队，相继复现报道了量子反常霍尔效应，进一步证明了实验的可靠性。
货真价实的科学发现
超级计算机变身iPad大小;手机储存不再是一两百G，而是几个T;电流循环不停，电表却几乎未走字;手机几个月不充电;电脑再也不会发热，再也不会速度变慢……你想象过这一切吗？如果量子反常霍尔效应能够在室温下实现，和解决材料昂贵的问题，微观“小”世界的“小”发现，可能成就宏观世界的大梦想！而且并不需要借助冰箱那么大的昂贵设备去产生强磁场、去实现这个梦想。
这项研究成果为未来信息技术革命提供了全新的原理，使我们能做出低能耗晶体管和电子元器件，还可以用它和超导一起去做量子计算。
2013年4月9日，在清华大学举行的新闻发布会上，著名物理学家杨振宁教授发表讲话时表示：“这是从中国的实验室里头，第一次做出并发表出诺贝尔奖级的物理学论文。”随后在接受凤凰网采访时，杨振宁再次表示：“我相信99%在前沿物理学做研究的人都会同意这是诺贝尔奖级的工作。”
2016年5月30日的全国科技创新大会、两院院士大会上，习近平总书记介绍我国在基础前沿领域国际领先的代表性工作时，提到了薛其坤团队的科研成果。
2016年的诺贝尔物理学奖获得者之一、普林斯顿大学的霍尔丹教授，也就是在1988年提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应的人，他认为，自己能获诺奖，与薛其坤团队量子反常霍尔效应的发现有着非常密切的关系，他对薛其坤院士表示了感谢。霍尔丹教授多次在他的演讲中，特意把薛其坤团队的发现放在显赫的位置，列为拓扑物质领域最重要的实验发现。
这个发现标志着我国在拓扑物质领域的实验研究居世界领先地位。量子反常霍尔效应被瑞典皇家科学院编写的《2016年诺贝尔物理科学背景介绍》列为拓扑物质领域具代表性的实验突破。介绍中说，“25年后，零磁场的量子反常霍尔效应在Cr-（Bi，Sb）2Te3薄膜中被发现，为这个物态提供第一个实验观测。”这也是改革开放40年来中国物理学家的成果第一次被放到这么重要的位置介绍。 作为团队的领头人，薛其坤获得了首届未来科学大奖的物质科学奖，奖金高达一百万美元。
薛其坤，这个助手和学生们口中智商、情商双高的“薛老师”，这个不管在哪里见到他，他都会先向你笑，那样咧开嘴，高兴到心里的笑，感染着团队所有人，让所有人“满血复活”的薛老师，这个时不时买好吃的、煮咖啡“贿赂”大家的“好人”，助手们都说，没有他，就不可能有量子反常霍尔效应的实验发现。
他的研究团队包括清华大学、中科院物理研究所等4个研究组，还有20多位研究生，研究组的成员有毕业于普林斯顿的物理学家王亚愚，有后来去了麻省理工学院深造和宾州州立大学任教的常翠祖，还有中科院的马旭村、何珂和吕力等，大家都是能人。分散在不同地方的实验团队成员，每天都通过电话和邮件交流实验结果，隔两三周就会充分讨论实验的所有细节。王亚愚说：“只有薛老师才能会聚起这么多人，能去做这项研究。”
“好人”，是学生对薛老师最朴实的评价。即使是在担任清华大学副校长后异常忙碌的日子里，他始终保持着与学生们研讨的习惯。
这个薛老师，一口沂蒙口音，普通话完全不标准，采访中却不时逗笑我们。连续3个小时滔滔不绝的讲述，这个科学家、这艘“沂蒙小船”，散发出他特有的诚实、率真，和某种冷幽默。
这艘“沂蒙小船”，对世界充满了真诚的感恩：
感恩父母给这艘小船生命。
感恩过去10多年，党和国家对基础科研和高等教育的稳定支持，投入增长超过了GDP的增长，使他能购买第一流的设备来做实验，成为全世界最幸福的科学家。
感恩“沂蒙小船”有毛病时，导师陆华、樱井利夫帮修修，调调方向。
感恩妻子，在几度的两地分居生活中，一个人带着孩子。而薛其坤所做的，就是获奖时，把手里还没有焐热的一百万大奖支票，马上交给她。
更感恩與自己并肩战斗的助手、学生，给了自己这艘小船青春的生命。
“牛还轮不到我放，我只放过鸭子”
“网络上说你从一个放牛娃到科学家……”
“我没放过牛，我也不知道放牛娃这个是怎么说出去的，我打过猪草，放过鸭子，因为牛全村只有几头，不让小孩放的，小牛跟着大牛，所以即使是小牛也轮不上我放。课余我做的是拾柴火、拾麦子、放鸭子的轻农活儿。”
“蒙山高，沂水长”——讲的就是他出生的临沂地区。临沂市，位于沂蒙山区腹地，是抗日战争和解放战争时期举世闻名的“两战圣地”、红色老区。刘少奇、徐向前、陈毅、罗荣桓、粟裕等都曾在这里战斗过、生活过。他出生的临沂市蒙阴县，是山东省第二高峰——蒙山北边的一个县，1945年5月孟良崮战役，蒋介石王牌军74师被歼灭的地方。
陈毅有句名言——“淮海战役是用独轮小车推出来的”，讲的就是这个地方，400多万小车推着粮食支援淮海战役。还有著名的红嫂的故事，也发生在这里：八路军一个战士受了伤，一个正值哺乳期的老区妇女用奶水救活他。当时，临沂地区的老百姓，一部分跟随林彪四野收复东北，一部分南下参加徐州战役、淮海战役，对解放战争的胜利和建立新中国起到了非常关键的作用。
我们这篇报告文学的主人公薛其坤，就出生在这里。
一方水土养一方人，红色老区的后代流着质朴的血。薛其坤的身上，似乎也闪耀着老区人的一些特质，比如他经常教育学生的是不要斤斤计较，他经常说：“至少，斤斤计较你就不幸福了。”
他的家乡特别穷。
那时，过年到麦收之前基本上会吃糠。
他们那儿主食是煎饼，是红薯摊的，很硬，但粮荒时节，就是春节之后到夏天收麦子和玉米之前，那个都吃不上，就把平时喂猪用的花生皮磨成粉，掺到地瓜粉里做成煎饼，这样吃上三四个月，到夏天麦收后才会得到改善。
虽然家乡特别穷，但却有让童年的薛其坤感觉特别幸福的事，那就是——上学。
1969年，薛其坤上小学了，所谓的上学，就是抱着自己家的小板凳，去“学校”，而所谓的学校，就是一棵大树劈开，好多个学生围着当课桌。老师们都是民办教师。
他喜欢上学，不仅因为这样就不用干农活儿了，还因为围着那棵大树，他每天都能学到一些以前不知道的东西。1 l=2也好，歪歪扭扭的汉字也好，都和刨花生干农活儿不一样，非常有趣，书本对他来讲是个极其美妙、让他向往的世界。
但是这样幸福的日子也不是每天都有的，因为民办教师要同时照顾家里的农活儿，学校三天两头会放假，这每次都让薛其坤有些沮丧，失落。
小学快毕业的一天，薛其坤第一次和同学一起，跟着老师到了蒙阴县城，那是去照小学毕业照，亲眼见到了自己想象了很多次的县城——一个只有几万人的“大城市”。而这之前，自己的活动范围仅仅只有两公里。
这一天让薛其坤感觉到：世界真大！那是一个和学校的“大树课堂”又不一样的精彩世界！
蒙阴一中时的理想：考上大学、娶穿裙子的姑娘
又过了3年，薛其坤一生中第二次到蒙阴县城。只是这一次不再是匆匆路过，而是作为县一中重点班的学生。想想，县里最好的中学最好的班，这多让人骄傲。
这一年是1977年，这一年，中国恢复高考了！
“同学们，高考恢复了，好好学习就有希望考上大学，接受高等教育。”课堂上老师简单的一句话，却让全班同学特别兴奋。
一向开朗的薛其坤没有说话，他只是在心中暗下决心。
由于“文化大革命”的冲击，中国的高考制度中断了10年。整整10年了，中国重新迎来尊重知识、尊重人才的春天。
很多好学的农家孩子意识到，这是命运女神向他们敞开的一扇大门，如果学习足够好，他们就可以“鲤鱼跳龙门”，过上吃商品粮、当国家干部的人生了。这是当时像薛其坤这样的沂蒙山区孩子最朴素和最崇高的梦想！
就是在恢复高考不久，蒙阴一中开始招重点班。 这是县里第一届重点班，这个班配备了全县最好的老师。
薛其坤被选拔到蒙阴一中的首届重点班。
从没见过这么多厉害的老师，也从没听说过这么多天南海北的趣事儿。老师们全部是大学生，不是民办教师，大多毕业于曲阜师范大学、山东师范大学，个别的毕业于山东大学，比如薛其坤的语文和数学老师，就是山大毕业的，支援山区建设来到临沂。一中的老师本就是全县最好的老师，这个50多人的重点班的老师，又是全校最好的老师。老师们经常讲起大城市。薛其坤无法想象那是一个怎样的世界，比蒙阴县城还要大吗？那究竟是怎样的？他确实无法想象。
六七十年代，山东和全国一样，与外界的联系、对世界的了解，基本上就是《人民日报》和县里的广播。
他感觉特别幸福。那时他的理想，就是考上大学。他还有个小秘密，就是将来娶个穿裙子的姑娘，因为，只有县城的姑娘才穿裙子，小学、初中的同学都穿个花褂子，加一条露出脚踝的裤子，穿裙子的姑娘简直是一道美丽的风景线。
上了蒙阴一中之后，没有多少时间干农活儿了。周六中午走两个多小时回家，周日中午就背着一周要吃的饭（煎饼）和咸菜，走两个多小时去上学。
小学时的他，觉得大树旁老师教的方块字很神奇，蒙阴一中时的他，又觉得那些字母、公式跟汉字不一样，更神奇，所以也就对数理化很感兴趣。
发了新书，他就在书的封面上用拼音写上自己的名字，觉得很洋气。
山东大学：天堂
小学时的“大树课堂”幸福，蒙阴一中的重点班幸福，但最幸福的还是山东大学。
1980年，薛其坤考上了山东大学。
这在当时可是个大新闻，轰动了他所在的小县城，家里喜气洋洋地摆开了流水席。而且他不仅仅是考上了大学，成为一名“天之骄子”，而且高考物理满分100，他考了99分。听了班主任的建议，在什么都不懂的情况下，他报了山东大学，被光学系激光专业录取。
这是恢复高考之后第四次高考，蒙阴全县考上20多个本科生，全在他的班级。
因为从来没有学过英语，他的英语考了6.5分，按当年的政策，打三折计人总分，就是2分。他记得自己很有把握地答对了一道题，答对的那道题是：“英语”这个词的英文单词。他胸有成竹地在试卷上写下了：English。除此之外的选择题都是猜的。
考到山大以后，“那真是很难用语言形容的幸福。就像到了天堂”，从茅草屋住到了楼房里，住八人间，住上铺，怕爬不上去，或者摔下来，他反复练习过许多次，但是，这种床和高中的大通铺不一样，他感觉自己的床就是自己的一个小天地，家里给买的一个箱子，就像自己的“嫁妆”一样，非常幸福！
虽然他比别人都瘦小，家里又比别人穷（同宿舍的同学全部来自城市），但他只是觉得一切都那么好：比如吃饭的时候，拿着搪瓷盆、提着水壶，和同学一起去吃饭、打水，按时起床做早操、吃饭、上课、做作业，然后就进行体育运动——这些在别人看来最最普通和理所当然的事。
他还接触到一些特别有趣的东西，比如篮球、足球、排球、乒乓球，一切都让他非常好奇，一年级的下学期他会打排球了，鱼跃前滚翻等都会，非常练利（山东话敏捷的意思），看到电视上的足球比赛，就恨不得变成古广明、赵达裕。但回到现实，觉得自己还是很普通的一个人。虽然后来曾是光学系足球队的主力，打前锋和中后卫，但个子不高，中学也没受过训练，从来不是风云人物，自己关注的女同学也不关心这件事。
还有，同学个个都对他特别友好，同学家大都是城市户口，放假回来带糖块、麦乳精、海产品给大家分享，他第一次吃到这么好吃的东西，他也从家里带了农产品，巴不得给同学吃。他带到学校去的煎饼，是家里特意摊得最精细掺有小麦粉的玉米煎饼，比平常自己家吃的精细得多。玉米做的，颜色很好看，黄澄澄的，但是一般城市人嚼一会儿，腮帮子会疼几天，还有他们那里有名的香椿芽咸菜，他也恨不得给别人，但别人全都不见得喜欢吃，他送给人家时，人家會笑着，很礼貌地接过来，然后放在一边儿。为此他觉得很遗憾。人家为什么就不爱吃呢？这明明是我家最好的东西，他想。
于是他爱上了给同学打开水，感觉给别人打水很开心。因为觉得除了这个，对同学的友好，他无以回报。
写到这里，我想，他的助手和学生口中的“智商、情商双高”“善于激励别人”“是个好人”，就是源于他天性中的乐观、积极与善意吧。
在山大的校园里，这个理科男还爱上了看名著和当时的文学期刊。《十月》《收获》《当代》《中篇小说选刊》……哦，对，还有《基督山伯爵》，这是他印象最深的几本世界名著之一了。精心策划几十年，只为一朝成功报仇。爱恨分明、伸张正义、惩恶扬善、快意恩仇的基督山伯爵唐泰斯，那时就是瘦弱的山东大学光学系学生薛其坤心目中佩服的侠客。
除了这些快意恩仇的文字，他还喜欢静静地坐在图书馆的角落里读爱情小说。《中国青年报》连载的《第二次握手》，是他第一次接触到的爱情小说。还有张贤亮的《灵与肉》。还有，路遥的小说中有一句话他至今记得非常清楚，就是“人生的道路虽然漫长，但紧要处常常只有几步”。
有一天，在学校的图书馆，薛其坤读到了一篇小说，叫《被爱情遗忘的角落》，它讲了一个叫天堂公社天堂大队的地方，讲了一个叫沈荒妹的姑娘，讲述她因为姐姐沈存妮不幸的爱情故事，内心充满了对爱情的恐惧。她很孤僻，对所有的男青年充满戒心。这篇小说的后半段，讲到了沈荒妹终于勇敢地喜欢上了一个人，妈妈为了收彩礼，把她嫁给另一个人，她还钱把自己赎了回来，最后的最后，三中全会的春风吹到了这个叫天堂公社天堂大队的地方，吹到了这个被爱情遗忘的角落。
不知为什么，读了这篇小说，在图书馆静静的角落里，向来乐观向上的薛其坤轻轻地叹了一口气，他又返回去读了读那些令他有些脸红心跳的描写爱情的段落，他的内心有一些模糊的向往，但他更感觉有一些莫名的哀伤堵在心口。 是因为这个叫天堂公社天堂村的地方，像自己的山村吗？
是因为自己的山村也是一个被爱情遗忘的角落吗？
临沂，甚至整个山东，受孔孟之道、儒家文化的影响都很深，招待客人的正餐，妇女都不能上桌，女人死了丈夫之后，终生不能改嫁。
图书馆里，瘦小的薛其坤眼前浮现出小时候村里男人打老婆的情景，他的拳头不自觉地在图书馆的桌子下捏得紧紧的，他想起，10岁时的他，曾经为此下过决心：长大后，身强力壮了，一定要用行动阻止天下所有打女人的男人！
是啊，男人打女人的婚姻一定不是爱情，可是爱情又是什么呢？
感伤只是那么一两天，很快，他又变得乐观向上。作业按要求完成，然后就锻炼和看书，尽管有时也会有些自卑感，但这个瘦小的沂蒙少年，在山大，在省城济南，快乐地生活着，享受着国家给他提供的追求知识的幸福。
3次考研，7年读完硕、博
大二时，有一天，薛其坤看到学校的报栏上贴着一些研究生招生宣传资料，一看就挪不动步子了，“研究生”三个字在心里咂摸了很久。当时他心里就想，如果考上研究生，也许就能做研究人员、做科学家，这将是多么幸福的一件事啊。
带着真挚的爱情
带着美好的理想
我们来——到了太阳岛——上
这一天，他正躺在宿合上下铺上，跟着小半导体收音机，摇头晃脑地哼唱着郑绪岚的这首《太阳岛上》，室友给他带来一封中学同学的信。
“其坤，考我们哈工大的研究生吧！你看，这个招生简章前言！——希望你到美丽的哈尔滨来追求科学。你难道不盼望吗？”
哈工大的招生简章确实很让人激动，郑绪岚的歌声更让薛其坤憧憬哈尔滨这个城市。
哈尔滨的夏天多迷人
唱不尽我们心中的歌
“去哈工大读研！大学毕业后去太阳岛挥洒青春！”在这些美妙的音符中，薛其坤和他大学的好友王瑞波就这么愉快地决定了。
他俩还互相激励，说：“你看，咱们山大的校友，马祖光，也是激光系的，就考去那儿了，咱俩也考去那儿，还做同学。”
然而考哈工大的研究生，王瑞波考上了，薛其坤没有考上。
不仅没考上，而且高数只考了39分。
换一个人，也许会很沮丧，但薛其坤这样的人，并不会真正地消沉，他只会想：自己没考上，问题在哪儿？当时考研一般四道大题，如果一道没答对，就会被扣20分或30分，所以也有一定的偶然性，但薛其坤还是认为，这说明自己知识上有薄弱点。自我安慰忘掉不快后，他又迅速恢复到平常的快乐中。
1984年7月的一天，21岁的薛其坤从山东大学毕业，被分配到曲阜师范大学物理系当助教，但是做一个研究生的梦想始终铭刻在他心中。
他决定再考，这一次他的目标是中科院物理所。经过近两年的充分准备，他参加了1986年的全国研究生入学考试。
这一次依然没考上，又考了一个39分！这一次是普通物理。
遇到很多人，可能就放弃了，可是薛其坤连气馁都没有。他又是好好安慰了一下自己，发誓花更多的时间复习，特别是好好把普通物理的短板补上，再考。
就这么简单，继续备考，再考。从小到大，他就是这么一个又快乐又简单的人。
1987年，第三次他终于考上了。中科院物理所，中国最权威的物理学研究机构之一。
虽然没考上他不气馁，但是考上了，他还是特别兴奋，因为读研究生搞研究，这是他从大学开始就最向往的事。
生活中仍然有那么多的艰难。考上研，其实也意味着，和妻子两地分居的距离比以前更远了。
1990年他硕士毕业，工作不好找，爱人调动很难，他只好选择在中科院继续读博。
时间又过了两年，到了1992年，这时距离他开始读研，已经有5年。他在科研上却还没有任何像样的成果。没有成果就拿不到博士学位。
而这时，他和妻子的两地分居生活，也进入了第五个年头，这五年，他和妻子一个在北京，一個在泰安，他读硕士、博士的津贴很微薄，妻子在泰安当小学教师的工资同样不高，几乎所有牙缝里省出来的钱都贡献给了铁路，但依然聚少离多，妻子在泰安一个人带孩子，经济上也困难，有时忍不住抱怨，这时，他就不知道该说啥，眼泪差不多流出来，只觉得愧对了妻儿。
1994年，他才在中科院物理所拿到博士学位，从1987年开始读硕士开始，已经过了整整7年。
而忆起当年时光，他说，当时一起做研究生的同学现在仍搞学术研究的基本没有了，很多人出了国，也拿了博士，但后来大多转行了。同学聚会都说最不像科学家的成了科学家。
科学无国界，科学家有祖国东渡扶桑
“人生的道路虽然漫长，但紧要处常常只有几步。”
理科男薛其坤的人生道路，也正如这句他大学时读到的路遥小说中的话。1992年，读硕读博5年，仍无科研成果，这样的忧闷中，薛其坤有了一个东渡扶桑的机会。
是导师介绍他去日本仙台，作为联合培养博士生，去日本东北大学的金属材料研究所深造。
个人的命运总是和时代紧紧相连，比如恢复高考，比如南方谈话。“如果没有南方谈话，办手续去日本的过程不可能这样顺利，要知道这之前的几年，办理出国手续是非常困难的。”他说。
因为从1989年开始的几年中，苏联解体，东欧剧变，我们国家的改革开放进程也遭遇到困难和障碍，这些困难和障碍，有些来自国内，有些来自国外。围绕改革开放究竟应该姓“社”还是姓“资”等问题，有过一些争论。
国家和我们这篇文章的主人公一样，有过一段时间的迷茫。
“东方风来满眼春”，就在这一年，1992年的初春，邓小平视察南方过程中，发表了一系列极其重要的讲话：
——判断改革开放姓“社”姓“资”，标准应该主要看是否有利于发展社会主义生产力，是否有利于增强社会主义国家的综合国力，是否有利于提高人民的生活水平; ——抓住有利时机，发展自己，关键是发展经济，要注意稳定协调地发展，但发展才是硬道理;
——科学技术是第一生产力，经济发展得快一点，必须依靠科技和教育;
——社会主义要赢得与资本主义相比较的优势，必须大胆吸收和借鉴人类社会创造的一切文明成果，包括资本主义发达国家的一切反映现代社会化生产规律的先进经营管理方式，
这些言论在今天看来，仍然具有指明方向的作用，对于当时国家遭遇的困境而言，无疑是振聋发聩的。
南方谈话之后，改革开放的步子，果然“大了一点”，应该说是大了许多。
南方谈话后三个月，1992年6月26日，薛其坤到达了日本仙台的东北大学。
日本的樱井利夫导师派了个中国留学生徐宏伟到东京成田机场去接他，然后到上野，从上野乘新干线到仙台，采访中他对我们解释说：上野对于东京，就像丰台之于北京。地理位置大致如此。
虽然“上野的樱花”已经过了“烂漫的时节”，但一切的一切，都让薛其坤觉得那么新鲜，他马上就要成为鲁迅先生的校友了！马上就要到国际一流的实验室进行科研工作了！
车厢里的一切都让他感叹：“这么发达！”一切都和当时的中国有特别大的差别，东京到仙台当时两个小时，火车上各种设施，座位，插座，黄色的便利贴，等等，一切看起来都那么高级。
上了火车之后，接他的中国留学生给他买了瓶易拉罐的苹果汁，这之前，他在国内只见过易拉罐可口可乐，没见过苹果汁还有易拉罐，一百多日元，细长的，一喝，真好喝！冰镇的，心想苹果汁也能做成易拉罐，太牛了！
他一下子想起自己的孩子，哎哟，这么好的东西，儿子能喝上一点该多好啊。
是啊，可爱的儿子已经4岁了，从儿子出生开始，他就一直不在儿子身边，儿子一直由他妈妈在山东泰安一个人带着。
想着这些他感觉极其内疚。
除了想念妻儿，日本的研究生活还特别地苦，特别地艰难。
导师樱井利夫要求他们：一周工作6天，不管刮风下雨，都要准时到达实验室，过“seven-eleven”（7-11）的生活。薛其坤对那段岁月记忆犹新，“每天就是三件事，吃饭、睡觉、搞科研。连东北大学所在的仙台市是什么样，都了解不多。”
后来，在上《朗读者》节目时，薛其坤告诉主持人董卿，他在日本学习和研究期间有一个挺聪明的主意，就是上洗手间时，在实验室的马桶上打个盹儿，“嗯，不能长了，你要能保证20分钟出去一下，没人注意到你”。
除了体力和毅力上的考验，不懂日语、英语不好则更是精神上的折磨。薛其坤几乎听不懂导师的指令，做实验的时候，他连碰都不敢碰，只能怔怔地看着。身心俱疲的薛其坤到了崩溃的边缘。
再也没有时间，像在山东大学时那样踢球和读小说。
有一次在做实验时，副教授要薛其坤递扳手，结果他没听懂递成了改锥。副教授说了一句“What are you doing”，扭头就走，把薛其坤一个人晾在那里，周围都是实验室的同事，当时他就想找个地缝钻进去。
一个小导师让薛其坤花了三天的时间，把几千个螺丝擺得整整齐齐，进行严格的分类，他当时一个最直接的感觉这是在侮辱他，但后来觉得，这是一个科学家基本素质培养很重要的一个环节。
在日本对实验仪器和工作不熟悉，经常受到批评和冷落。对自己什么时候可以掌握仪器、独立操作、进入科研状态毫无把握，一切都是未知。
想妻子，想孩子，想回国，想回家。他坐在学校旁边的广濑河畔，旁边是郭沫若题字的鲁迅故居，望着西边八木山后中国的方向，压抑、委屈、孤独、思念一齐涌上心头……只是想来完成自己的博士学业，改善一下生活状况，没想到过程是这么艰难。
好在，经历了地狱般的三四个月后，博士生薛其坤渐渐适应了日本的学习和生活。
好在，一年半之后，在当时的中国访问教授周均铭的精心指导下，他终于厚积薄发，做出了一个科研成果，应该算是东北大学樱井实验室里30年来最重要的成果。在国际上著名的物理学杂志——《物理评论快报》上发表论文，在当时的实验室，引起了轰动。薛其坤无意中突然觉得自己“从丑小鸭变成了白天鹅”。
这时已经是1994年年初，他在实验室里，已经是表现最突出的一个，导师樱井利夫强烈希望他就在日本读博士，1994年年初到4月，樱井利夫组织了一个评审委员会，让他简单答辩了一下，就将他变为东北大学的正式博士生。然而一心想回国的薛其坤却一直拖着没去报到和注册。东北大学物理系管研究生的，英语不太好，几次打电话催他，但他硬是一直拖到6月份回国时也没去报到。
不仅如此，他还在离开仙台回国参加博士答辩时，把在日本租住的房子退掉了。
从日本回国参加博士答辩途中，他绕道香港，只待了三四天，但感觉特别亲切，在日本两年，不懂日语，每个周末只能期盼着看一次《人民日报》（海外版），这下在香港突然看到这么多中国字，这么多中国人，更加一心想回来，想逃离，他联系了去香港科技大学读博士后。
回到中科院，博士答辩顺利通过。日本的导师樱井利夫后来发现他没有报到和注册，离开仙台时还把房子退了，心知他对在日本读博不感兴趣，就表示愿意提供一个permanant job，即助手（可以类比于美国的助理教授）的职位给他。当时日本大学的研究室的人员结构是教授，其下是副教授、三个助手，然后是博士后、研究生以及做毕业设计的本科生。此外，樱井导师还特意寄来10万日元，相当于6000元人民币，祝贺他通过博士学位的答辩，这在当时的中国可不算一笔小数目，当时国内的工资一般每月两三百元，樱井教授的言外之意就是希望他回到仙台。
不愿拂樱井导师的好意，更不愿影响中科院和东北大学的合作关系，在单位领导和导师的建议下，他重新又回到日本。夫人和孩子1995年春天也去了日本。
这一次回到仙台，收入比之前提高了3倍多，之前的1992年到1994年，每月10万日元，每月可存下3万日元，相当于1800元人民币，一年下来可以买几大件。1994年以后收入翻了3倍多，每月将近40万日元，一家三口用了之后，一个月可以攒20万日元，家庭经济条件迅速得到改观。 不仅如此，日本人一丝不苟、追求极致的治学态度强烈地影响着薛其坤，回想起来，他甚至感谢曾经的那个小导师，让他花了几天时间把几千个螺丝分类摆放。他后来对自己实验室的学生说：“即使是洗一个烧杯，你也要洗到你自己认为能达到的最最干净。”他认为，这种一丝不苟精神甚至对发现量子反常霍尔效应也是必不可少的。
这期间，他还参加了不少国际会议。
1996年，因为做出了突出的成绩，樱井利夫奖励薛其坤去美国进行学术交流，包括参加物理学规模最大的美国物理学会年会，在会上做报告，介绍自己的学术成果。这对这位整个中学时代没学过英语的科学家着实是个巨大的挑战，糟糕的英语口语让他不知所措。为了做好一个20分钟的报告，为了保证万无一失，他把要讲的每个单词、每句话写下来，然后模拟练习了80多遍。不但纠正了发音，还把演讲进度控制在秒上，连每个单词做什么手势，他都练习到位。
演讲完后，在场的国外知名教授们，那些他只在文献上见过名字的、让他膜拜不已的教授们，纷纷走来向他表示祝贺。
可以说通过这次会议，薛其坤在国际物理学界崭露头角。
“Thank you，very glad t0 meet you！Thank you for your kind words！”
当他忙不迭地与来自美国的、英国的、欧洲的各路物理学界大牛握手，用他仍然带有沂蒙口音的英语感谢他们的祝贺时，他深深地体会到了这句话：科学无国界。
归来于世纪之交
科学无国界，可是科学家有祖国。
1996年6月，就是他在美国的国际学术会议上演讲的那一年，导师樱井教授介绍薛其坤到自己早年在美国贝尔实验室工作时的好友——美国北卡罗来纳州立大学D.E.Aspnes门下做博士后。
在北卡罗来纳州，北卡州立大学、杜克大学、北卡大学教堂山分校构成一个三角区（research triangle），有一天，薛其坤特别兴奋，因为中国女篮来杜克大学和其女篮比赛了！他带着儿子去看，终于见到了仰慕已久的著名国手郑海霞。
可是中国队输了，最后一分钟输了一个球。
“唉——”，当那一个球让一切成定局的时候，薛其坤大声地叹了一口气，遗憾得就像自己的实验在最后关头失败了一样。
他突然觉得这种感觉好熟悉。
就像80年代初，看电视上的女排比赛！
那时候的山东大学寝室，和全国每一个角落一样，中国女排得一分，哪怕是一个换发球，全国人民都开心得要飞起来，输一个球就由衷地遗憾，虽然遗憾马上又会被喜悦带走。
青春记忆扑面而来：
女排拿“五连冠”的时候，男排拿了亚洲冠军还是亚军，宋世雄激动地解说着，大家都觉得国家强大了。
那时候他还没出过国，对爱国主义也没什么理解。只觉得作为一个中国人，一定要像女排一样为国争光。
……
在杜克大学篮球场的观众席上，薛其坤突然觉得自己是那么想家，想念祖国。更主要的是，他总觉得自己对那片土地有一种责任感一那片他已经离开了太久，但却从来也没有忘记的土地。
也似乎正好从那时开始，从祖国，从昔日的同窗那里，不断传来一些好消息，传到时不时会莫名思乡的薛其坤心里。这些好消息，关乎正在强盛的中国，关乎科技人员待遇的改善：
——1994年，中科院“百人计划”开始实施。科研启动经费200万，一个当时看来的巨大数字。
——1994年，为促进青年科学和技术人才的成长，鼓励海外学者回国工作，加速培养造就一批进人世界科技前沿的优秀学术带头人，国家自然科学基金委员会（简称基金委）特别设立了国家杰出青年科学基金（简称杰青基金）。
——1998年8月，中国教育部和李嘉诚基金会共同启动实施了“长江学者奖励计划”。在当时不到1万年薪的水平下，给被奖励学者增加10万年薪，当时获奖励学者100个，这在学界制造了一个风向标。
——1999年，国务院批转教育部《面向21世纪教育振兴行动计划》，“985232程”正式启动建设。而且，“98532程”一期建设率先在北京大学和清华大学开始实施。
薛其坤感觉到，就在自己离乡背井的5年，国家有了很大变化，科教兴国，国家开始有精力、有财力支持海外学成人员回国。
1997年，在北卡州立大学期间，他被户口所在单位物理所推荐，申请了基金委的国家杰出青年科学基金，1998年申请批下来。杰出青年基金获得者能得到60万的经费资助，这对当时的年轻人来讲更是一个莫大的荣誉和精神鼓舞。
同在1998年，薛其坤人选中科院“百人计划”，1999年，他到中科院物理所报到，2000年正式携家人回国。
他清楚地记得，当飞机降落在首都机场，从舷窗往外看时，他的手握着爱人的手，有一些颤抖，毕竟，这是一片经常出现在他梦中的土地，而这个熟悉的城市一北京，也是他真正想把自己的青春和智慧参与进去的地方。
是的，他的理想不在仙台，不在北卡罗来纳州，他的理想就在这里——中国的首都北京。
机场大巴外变換的街景让他感慨，这个城市真的有太大的变化，而他心中暗暗发的愿是——有他的加入，这个城市，乃至这个国家，在高等教育方面，能有更大的变化，能以更快的速度占领世界制高点，他希望自己能利用这些年学到的本事，为祖国做一点事情。
2005年，41岁的薛其坤进入清华大学物理系任教育部长江计划特聘教授，同年11月被增选为中国科学院院士。2013年5月起任清华大学副校长（分管科研）。
也就是说，从2000年开始，他把早上7点进实验室、晚上11点出实验室的“7-11”生活，从日本仙台和美国北卡罗来纳州，搬到了中国北京。
而且有了一批中国的自然科学精英，被他强烈的人格魅力所感召，跟随他过上了“7-11”的幸福实验室生活。 2012年，中央组织部、人力资源社会保障部等11部门启动实施“国家万人计划”。目标是用10年时间，遴选1万名左右自然科学、工程技术和哲学社会科学领域的杰出人才、领军人才和青年拔尖人才，给予特殊支持。薛其坤人选“万人计划”的最高层次“杰出人才”项目，被批准组建全国首批6个“科学家工作室”之一。
这些年来，他在国际会议上应邀做特邀大会主题报告150余次，其中5次在美国物理学会年会做特邀报告。曾获何梁何利科学与技术进步奖（2006）、国家自然科学二等奖（2005、2011）、第三世界科学院物理奖（2010）、求是杰出科技成就集体奖（2011）、陈嘉庚科学奖（2012）、“万人计划”杰出人才（2013）、求是杰出科学家奖（2014）、何梁何利科学与技术成就奖（2014）和未来科学大奖物质科学奖（2016）等奖励与荣誉。
这一切荣誉，都与他对中国科学、中国高等教育的付出与贡献分不开。
2018年的薛其坤
“不察日升日落，只觉流光寸阴”
诺奖级的发现并非终点。2018年的薛其坤，又在他的量子世界里，找寻着什么呢？
“超导现象也是非常奇特的宏观量子现象。全世界研究它已有一个多世纪。”他说。这几年他绞尽脑汁思考的，正是超导，而且他的团队在高温超导方面也取得了新的重大进展。
什么是超导呢？对大部分材料来讲，如果降温的时候，它的电阻会一直地下降，绝大部分材料，即使降到绝对零度，还剩有一点电阻，另一种材料，当降到某个特定的温度——转变温度，电阻会变成零，这是超级导电，就是我们常说的“超导”。
超导和量子反常霍尔效应一样，是不同于欧姆定律的一种奇特的电输运现象。如果用一个超导体做一个圆环，通上电，一直使它处于超导，因为电阻为零，这个电流会永无休止地流下去。如果用超导材料做输电线路，会大大降低输电能耗。不同于量子反常霍尔效应的是它有完全的抗磁性，即处于超导态的材料中不允许有磁力线穿过，用这个特性可以做成高速磁悬浮列车，等等。如果我们在室温下实现了超导，我们很容易想象，这将会导致很多核心技术的革命。
超导现象1911年由荷兰科学家昂尼斯发现，两年以后，昂尼斯因这个重大发现获得了诺贝尔物理学奖。仅超导这个领域的研究就5次被授予诺贝尔奖，分别在1913年、1972年、1973年、1987年、2003年。
超导研究的一个主要方向，就是如何提高材料达到超导状态的温度——超导转变温度。室温下的超导甚至会和电的发现一样重要。但大部分材料的超导转变温度非常低，一般是液氦温度附近。液氦沸腾的温度是4K，达到液氦温度要花非常大的力气。液氦价格不菲，每升100元人民币，一般仪器每天要消耗10升，花费在1000元左右，相当于一瓶茅台酒的价格。第二个非常重要的温度点就是77K，即液氮沸腾的温度，这是个非常重要的温度点：液氮很便宜，每升4元钱，也就是两瓶矿泉水的价格，如果能用这个价格使材料达到超导状态，超导材料就更加有经济实用价值了。所以，发现超导转变温度在液氮沸腾温度的超导材料是物理学家长期以来梦寐以求的一个重大科学目标。1986年，瑞士的两位物理学家穆勒（K.Alexander Mtiller）和贝德诺尔茨（J.Georg Bednorz）发现超导转变温度在液氮温区的含铜氧化物超导材料，第二年他们就获得了诺贝尔物理学奖，其重要性可见一斑。
薛其坤团队发现的，正是在液氮温区77K附近的常压高温超导体系，这很可能是自1986年发现铜酸盐陶瓷高温超导材料以后超导转变温度最高的材料体系。
然而，在超导研究领域，薛其坤和他的团队还在继续努力。一是研究怎样把超导的温度提到室温，这是全世界物理学家和材料学家目前最想征服的高山之一。二是他们在研究铜酸盐陶瓷高温超导材料的超导形成机制。尽管大家都知道超导是电子两两之间形成配对，配对的电子形成一个整体，从而导致电阻消失，但电子究竟是怎么配对的，电子配对的机制是怎样的，目前仍然是个谜，他们正在全力以赴研究之中。
这些问题一旦研究成功，将是对人类的一个重大科学贡献。
说完了超导，在清华大学薛其坤院士的“科学家工作室”里，我准备了其他一些问题问这位科学家，比如：
连续20年，每天7点进实验室，晚上11点出实验室，一年工作时间将近330天，每天工作15小时，年平均工作时长有近5000个小时。你累吗？
去国外开会，主办方安排的旅行你几乎没参加过，每次都是开完会就往回赶。只有春节会回山东老家陪父母过一个星期。其他时间，就算是妻子想拉你去逛逛圆明园，即使与清华距离这么近，你都没去过。基本上除了过年，就在实验室，要不就出差，没有其他地方去。你想过丢下实验室的一切，去开始一场说走就走的旅行吗？
是不是只有苦行僧才能忍受日复一日、年复一年的科研生活？
可是，当我看到他那张快乐的脸，我突然觉得自己的那些问题太可笑。
子非鱼，焉知鱼之乐？
“你如果干一件自己不喜欢的事儿，待在一个自己不喜欢的地方，你可能会不停地看表——怎么還不到10点？怎么还不到11点？怎么才过了10分钟？怎么还不吃午饭？怎么还不到周末？怎么还不放暑假？而你做自己喜欢的事呢？比如看一篇好的武侠小说，你不睡觉都想看到故事的结局。做实验也是一样，尤其是实验又有了一些进展时。哎，一看表，不知不觉又到11点了，怎么又该回家了？然后走在回家的路上，想到明天有可能会有的新进展时，幸福油然而生。科学家就是在这种没有时间意识又对时间斤斤计较的矛盾状态中，度过了一天又一天的快乐时光。”
是的，粒子怎么可以穿过墙壁般的势垒，电子为什么可以围绕原子核不停旋转，那个肉眼看不见的量子世界，有太多神奇的未解之谜，探究它们，带给科学家薛其坤毕生最大的幸福。
黄金时代vs芯片之痛
“中国的科学家在世界上是最幸福的。中国的科学处在黄金时代，我本人就是这个黄金时代的幸运者。今天，我非常荣耀能够获得这个奖。这笔沉甸甸的奖金又给我这只小船注入了核反应堆式的动力。我会以今天作为新的起点，把我的小船加足马力，奔向未来。”在2017年年初未来科学大奖物质科学奖颁奖典礼上，薛其坤如是说。
2018年，薛其坤院士在苦苦思索高温超导的机制，那么2018年的中国，又经历了什么？
2018年，中国的改革开放，迈入第四十一个年头。中国的经济体量，早已跃居世界第二。不仅如此，近年来，中国经济运行保持着高速增长。2013-2016年，中国GDP年均增速为7.2%，在世界主要经济体中占据最高位。
中国经济在高速增长的同时，国际影响力也大幅提升。据IMF和世界银行测算，2013-2016年，中国对世界经济的贡献率平均为31.6%，超过美国、欧元区和日本贡献率的总和，居世界第一位。
这些，都足以让我们每一个华夏儿女由衷地自豪。
同时，诚如薛其坤院士所言，中国科学也处在黄金时代。就像40年前的1978年，我国召开了全国科学大会，科学的春天到来了。2016年，在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会上，总书记再次吹响了“向科学进军”的号角。
虽然我们在2018年一度遭遇的“芯片之痛”也不可无视：
今年，美国政府对中兴进行了制裁，这让大多数中国人第一次认识到：中国还没有研发出具有完全自主知识产权的高性能通用芯片。
“是的，核心的通用芯片我国还不能完全自主量产，即使设计是自主的，我们还要到境外做流片制造。”
说到这个问题，我們都沉默了大约有20秒钟。
然后，薛其坤教授告诉我一些数据，一些关于大学的数据：
全世界诺贝尔奖得主基本上集中在全球11所顶尖大学，依次是哈佛大学、哥伦比亚大学、剑桥大学、芝加哥大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校、斯坦福大学、耶鲁大学等学校。1966年设立的世界计算机图灵奖，至今共有67位得主，除了犹他大学、纽约大学、希腊格勒诺布尔大学以外，其他得主全部来自世界前20的大学和所在国最好大学。其中，加州大学伯克利分校13名，哈佛大学10名，斯坦福大学8名，麻省理工学院6名。很多美国领头高技术企业的创始人也都来自世界或所在国的顶尖大学，比如：微软创始人比尔·盖茨（Bill Gates）肄业于哈佛大学;谷歌创始人拉里·佩奇（Larry Page）和谢尔盖·布林（Sergey Brin）都毕业于斯坦福大学;特斯拉、SpaceX的创始人埃隆·马斯克（ElonMusk）毕业于宾夕法尼亚大学;思科的创始人列昂纳德·波萨克（Leonard Bosack）毕业于斯坦福大学和宾夕法尼亚大学，等等。
我国的23位两弹一星元勋，均来自清华、北大、西南联大、交大、中央大学。
当今世界，重大的科学发现和关键的核心技术，主要由世界一流特别是顶尖大学培养的人才所发现或发明，我们中国要想成为现代化强国，必须要建设若干所世界一流的大学，以此培养世界上最有竞争力的人才。
习近平总书记多次强调，综合国力竞争归根到底是人才竞争。哪个国家拥有人才上的优势，哪个国家最后就会拥有实力上的优势。
这也是为什么，薛其坤在继续领导着自己科研团队的同时，“大胆转型”，选择了担任清华大学分管科研的副校长。他认为，作为国家重点支持建设的高校之一，清华在培养人才、推动国家强大方面义不容辞。他希望能够利用自己多年来在科研方面的经验和体会，在管理岗位上，促进学校整体人才培养和科研工作的提升，让清华培养更多更好的在国际上最具竞争力的人才，诞生更多一流的学术成果。
这一重大的选择，来自他对中国、中国科技、中国教育的信心，更来自他对中国、中国科技、中国教育的强烈责任感。
这么多年，这责任感在他心中从来不曾消失，不管是在仙台，还是在北卡罗来纳州，还是在美丽的清华园。
“我一直在寻找一个平衡，兼顾好学校的科研管理事务和自己实验室的科研攻关。”他说，“这个平衡点就是，我现在主要是在科研的宏观和战略上把握得多一点，多思考团队的研究方向，在大的科学目标上多把关、在关键的研究上建立层次，具体工作则让年轻人去做，我集中对他们的方向进行指导，这也是培养他们成为未来优秀学术带头人必须要想到的。”
而一说起年轻人、助手、学生，他就如数家珍。回国以来，他培养了100多位博士后和博士，其中具有国字号人才称号的近30个，他们中2/3都选择了留在高校和科研单位从事学术研究。而他们又把他从事科研的传统、从事科研的快乐传给自己的学生，他学生的学生中已有很多在高校当了老师。每年8月份暑假，都会举行毕业后的学生聚会，快乐的他有一个让他快乐无比的学术大家庭——Xue Group。
“所谓大学者，非谓有大楼之谓也，有大师之谓也。”——1931年12月2日，梅贻琦就职清华校长，他在演讲中这样说。今天，清华的薛其坤副校长，每当看到自己的学生中有越来越多的人成才，有越来越多的人正在成长为科学家，就倍感欣慰。
然而，当我作为一个采访者，对薛老师这么多年，为中国科研、中国高等教育所做出的贡献由衷喝彩时，他却觉得，道远且长，自己还有太多需要做的。
他要在他的量子王国里有更大的突破，还要培养更多的科学家。因为，“一个大师、一个科学家究竟意味着什么？美国海军次长DanKimball在谈及钱学森时，曾说：‘不管在哪里，他都值三到五个师。’”
大师从何而来？“小平同志说得好，科学技术是第一生产力，科技的发展关键在教育。”说到小平同志，薛其坤院士忆及1977年恢复高考，自己一个农家娃，被选到县城的重点班读书，又考到省城的山东大学，还有，1992年南方谈话之后，自己有了机会东渡日本，培养了一丝不苟的治学精神，和世界性的学术眼光。
更难忘后来入选“百人计划”，作为长江学者特聘教授调到清华，建立科学家工作室……
中国科学正处在黄金时代，如果继续加大对人才、教育的重视，倡导科学家与科学精神的引领，当今之中国，一定能更加强有力地抢占人才高地，一定能更强有力地推动科技创新，从而推动以创新为引领的新发展理念的更有力落实。对这一点，薛老师充满信心。
清华、北大，全国中小学生排着队参观的神圣殿堂，让中国人肃然起敬的顶尖学府，14亿人的国度中最好的大学。只要继续加大重视，它们应该完全可以和哈佛、普林斯顿、斯坦福、哥伦比亚、麻省理工比肩。
只要继续加大重视，曾经大师辈出的清华园，一定能走出更多的梅贻琦、钱学森、邓稼先、华罗庚、叶企孙、薛其坤。
只要继续加大重视，著名的钱学森“临终三问”，也一定将有圆满的回答。
期待有一天，应该很快，我们拿起手机，看到量子反常霍尔效应在常温下实现了，超导的机制清楚了，或者各种别的什么振奋人心的科技进步。
如果科学家是衔着变革之枝，飞向未来的鸟，那我们的国家，我们的社会，一直给予他们很多关爱，我相信，国家和社会还将为他们铺就更温暖、更适合科技创新的鸟巢。
这些鸟儿喉咙中的歌，那些闪耀着科学光芒的歌，将被更多的耳朵听到，将有更多的鸟加入它们的和声。
会有更多中国的声音，被世界听到，被未来听到。
让这些“科学鸟”，这些带着火种的普罗米修斯，带领我们，带领黄皮肤的中国飞往未来吧！
我们一定能跨越途中的中等收入陷阱。
我们一定能收获更多的繁荣与进步。
我们一定能尽快实现中华民族伟大复兴的中国梦。
责任编辑 赵文广