全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会24日上午在京召开。习近平为国家最高科学技术奖获得者等颁奖并发表重要讲话。李德仁、薛其坤获2023年度国家最高科学技术奖。
2023年度国家最高科学技术奖6月24日在京揭晓,李德仁院士、薛其坤院士获得中国科技界崇高荣誉。
李德仁是著名的摄影测量与遥感学家,一直致力于提升我国测绘遥感对地观测水平。他攻克卫星遥感全球高精度定位及测图核心技术,解决了遥感卫星影像高精度处理的系列难题,带领团队研发全自动高精度航空与地面测量系统,为我国高精度高分辨率对地观测体系建设作出了杰出贡献。
薛其坤是凝聚态物理领域著名科学家,取得多项引领性的重要科学突破。他率领团队首次实验观测到量子反常霍尔效应,在国际上产生重大学术影响;在异质结体系中发现界面增强的高温超导电性,开启了国际高温超导领域的全新研究方向。
(记者:张泉、顾天成、金立旺)
李德仁:耄耋之年的“赤子” 擦亮“东方慧眼”!
防灾救灾、农田水利、国防安全……从国家安全到经济建设、社会民生,都离不开测绘遥感技术。我国遥感卫星地面处理系统实现从无到有、从有到好的跨越式发展,离不开国家最高科学技术奖获得者——中国科学院院士、中国工程院院士,测绘遥感学家李德仁。
李德仁
穷且益坚
“进步”来自“每一步”
李德仁与测绘遥感的交集是从大学开始的。受益于天赋和儿时严谨的家风,李德仁学习成绩尤其是数学成绩优异,考第一是常事儿。大学就读武汉测绘学院期间,他对行业内名家的合理大胆质疑,引起了中国航空摄影测量与遥感学科奠基人王之卓的注意。当李德仁以为,自己马上能成为王之卓的学生、开启测绘遥感研究之路,命运的转折突然来临。
在那段特殊的历史时期,李德仁结束下放后被分配到石家庄水泥制品厂工作,但他也从不认为那是人生低谷。
李德仁:我打了一年水泥电线杆,打榔头、绑钢筋、灌混凝土水泥三班倒。我们年轻时候的想法是,父母生了我们,国家养了我,不管干什么工作,要把它干好。
凭借着这股精气神儿,当水泥厂工人期间,李德仁与团队成功研制了一种新的硫铝酸盐水泥。他不曾失去希望,也始终没有放弃自己的专业学习。1978年,国家恢复研究生招生,时年39岁的李德仁终于来到恩师王之卓身边学习。第二年,李德仁参加出国考试,又考了第一名。
△1982年10月,李德仁在德国波恩大学学习
1982年,已经43岁的李德仁远赴德国,分别在波恩大学、斯图加特大学学习。
李德仁:人生的进步是靠一步一步走出来的,你走的每一步你都要总结这一步,走稳了没有。国家给钱让你去留学,你达到了你的作用没有?如果你经常这样对自己提出要求,你就可以进步得比较快。
在斯图加特大学,他师从国际著名的摄影测量和遥感学家阿克曼教授。当时,阿克曼给了他一个航空测量领域极具挑战的难题。
李德仁:上世纪80年代数据开始多了,有地面的、有空中的、有卫星的,数据处理是一个难题。我的老师就问我做不做这个难题,要把数据中的各种误差区分出来、处理干净来保证数据的精确度。我把它做了。
仅仅用了不到两年,李德仁就解决了误差可区分性理论这一测量学界的难题,由此写就的博士论文,至今仍保持着斯图加特大学历史最高分的纪录。
博士毕业时,德国多家机构向李德仁伸出了橄榄枝,但他毫不犹豫地选择了回国。1985年2月,他回到母校武汉测绘科技大学任教,开启了漫长的为国创新创业之路。
△1985年2月,李德仁以全校有史以来最高分获得斯图加特大学博士学位
带领中国遥感地面系统
从无到有 从有到好
由于卫星系统的高精度位置姿态测量核心器件被禁运,很长一段时间里,国产遥感卫星应用范围受到严重制约。为扭转这一局面,本世纪初,李德仁主持设计论证了我国第一颗民用测绘卫星“资源三号”的系统参数,大幅提高了卫星遥感影像的自主定位精度。
李德仁:我们现在遥感卫星数量世界排第二,我们的分辨率达到了和美国完全相同的水平,就是民用的0.5米,它的分辨率、光谱分辨率、空间分辨率和光学、雷达、红外、高光谱遥感都赶上了世界水平。
李德仁研制的遥感卫星地面处理系统为国防建设、经济发展和百姓生活做出了杰出贡献。在学生王密的眼里,李老师做科研的最大动力来自国家、人民的需要。
王密:李老师始终跟我们讲,作为一个科研人员,要能够拿小钱做大事。我们做很多事,实际上我们并不是把科研经费或者是拿多少钱放在第一位,更多地是先考虑这是不是真正的“卡脖子”的问题,或急需的领域。
△2002年,李德仁(左一)在三峡大坝建设工地开展测绘遥感工作
耄耋之年的“赤子” 擦亮“东方慧眼”
如今,已85岁高龄的李德仁,赤子之心没变。针对我国卫星遥感存在“成本高、效率低、不稳定、应用少”等诸多问题,李德仁带领团队提出一个极为宏大的计划——200多颗卫星组网的“东方慧眼”智能遥感卫星星座计划。
李德仁:我们在做的方法就是以民间商业遥感为先导,做得好的联合起来。我们规划是到2030年发252颗卫星,创造2000亿到1万亿的产值。我们要有中国人自己的精确的数据,如果没有这个数据,我们心里不放心。希望用我们运行对地观测、卫星对天观测的结果,来回答地球可持续的发展,来探索宇宙的奥妙。
△李德仁(右一)、朱宜萱(左二)与敦煌研究院院长樊锦诗(左一)
好好先生 最爱教书
虽已是行业泰斗,但在夫人——武汉大学教授朱宜萱的眼中,李德仁还是大学初识时那副身材瘦小、格局却很大的样子。
朱宜萱:他脾气挺好的,我们俩一辈子没吵过架,有事就都说出来看怎么办。不纠结在当前的一些小事儿上,总是以解决问题为前提。
李德仁眼中的夫人,也全是优点。
李德仁:互补型。我的大脑思维好,她的小脑好,她是我们学校100米短跑纪录的保持者。她做事情做得很精细,我就是思维快,但要做得好必须靠她来做,所以互补。我长得比较丑,她就长得比较漂亮,也是一个互补。
△李德仁(左一)与恩师王之卓
除了科学家,李德仁还曾是武汉测绘科技大学校长。他在多个公开场合直言,在所有头衔中,自己最钟爱的岗位是“教师”。恩师王之卓在80岁时说过:如果我有什么学术思想,那就是不断地跟我的学生学习。这也成为李德仁的座右铭。
李德仁:我人生最大的乐趣就是当了一名教师,可以培养一代又一代的年轻人,教他们如何去做人、做学问,而且我又把我想做的事情从鼎盛时期做好,方向看好,让年轻人有活干,有出成果创造价值的机会。这个力量大于我一个人的智慧,大于我一个人的力量。
(记者丨朱敏)
薛其坤:50岁攻克量子世界难题!
薛其坤,这是一个无论在国内还是国际科学界,都叫得响亮的名字。国家自然科学奖一等奖、菲列兹·伦敦奖、未来科学大奖、巴克利奖;35岁当教授,42岁成为中国科学院最年轻的院士之一,50岁攻克量子世界难题……亮眼的履历今天又增加了一项,61岁获得国家最高科学技术奖,成为国家最高科学技术奖史上最年轻的获奖者。
△薛其坤
从山村少年到国际舞台
笑脸盈盈,热情谦逊,质朴的山东口音……这是薛其坤给人的第一印象。这位出生在山东临沂的山村少年自称“沂蒙山下的孩子”,当科学家的种子早早在他心里种下。
△薛其坤(中)与高中同学合影
梦想的起步很顺利,薛其坤以高考物理近乎满分的成绩被山东大学光学系激光专业录取。但考研的挫折让他“始料未及”。第一次考研,高等数学39分,薛其坤不甘心,再考,再失败,再考……到1987年,他总算通过了考试,进入中国科学院物理研究所学习。他总结自己的考研经验:“不能耍小聪明”。
薛其坤:我准备考研的时候,因为都是自己准备,还是有点小聪明,实际上是不行的,一定要把各个知识点、知识面复习全面、复习深入了。
在科研上,薛其坤也从不耍“小聪明”。对物理充满热情、吃苦耐劳的他在读博期间获得去日本仙台的东北大学深造的机会。在这里,薛其坤眼界和心境受到巨大冲击。当时,即便已经在北京做科研,他也没有见过日本这般先进的实验条件。
薛其坤:我比较有恋家的情结,看着这种巨大的差别的时候,心里就是期盼着能不能通过我们的努力,我们国家的科技各个方面也像他们那么强大。这种亲身的体会会激发你树立一种强大的信念,要为国家的强大做点贡献。
△薛其坤(左一)在日本求学期间与导师樱井利夫(左二)合影
导师樱井利夫以严厉著称,实验室号称“7-11实验室”:早上7点得到,晚上11点之前不许离开。“每天就是三件事:吃饭、睡觉、搞科研。有的时候困得坐在马桶上都能睡着。”抱着要做出成绩的信念,薛其坤不仅不说苦,更分外珍惜每分每秒吃苦的机会,终于在化合物半导体砷化镓和氮化镓的一些基本规律方面做出了世界领先的科研突破。这是日本东北大学近三十年里最重要的成果,也让薛其坤的科研之路更加清晰。
“7-11”院士:我要对得起国家和百姓的支持
薛其坤:我一直在思考是不是我们能做更大一点的事情,像一些我们非常崇拜的科学家一样,能做出震惊世界的成果,能取得0到1的突破。
出国深造是为了什么?他从未忘记。1999年,不到36岁的薛其坤已颇有名气。他通过中国科学院“百人计划”回国,正式加入物理所工作。2005年起,他担任清华大学物理系教授。他瞄准的一个“0到1的突破”就是“量子反常霍尔效应”。如何解释这个最前沿也很难懂的科学概念?薛其坤有自己的办法。
薛其坤:在材料中,电子从一个地方到另一个地方,是不知道走哪条路的,它没有感情。量子反常霍尔效应就是不同于量子霍尔效应,不需要外加磁场这个条件下,电子仍然能像高速公路的汽车一样高度有序、一往直前运动的这么一个规律。
自1988年起,不断有理论物理学家提出各种方案,但在实验上都没有取得任何实质性进展。全世界顶尖的研究组都想攻克这个难题,薛其坤团队也是其中之一。
△薛其坤在清华大学的实验室
一进入位于清华大学的实验室,薛其坤的双眼闪闪发光。眼前,不亚于日本的实验条件让他止不住内心的激动。能在自己的国家,挑战最难也是自己最向往的科学问题,何等幸福?他“7-11”的作息规律延续至今,只要泡在实验室,他不敢浪费任何一点时间。作为薛其坤的学生,清华大学物理系副教授冯硝回忆,薛老师有次“突击”实验室,发现有学生没有盯着数据采集,而是在上网闲逛,深感痛心。
冯硝:薛老师给我们打过比方,实验室里面无论是扫描隧道显微镜,还是一些输运测量设备,都需要一个极低温的环境,这个环境是需要用液氮和液氦来维持的,液氮的价格可能还便宜一点,几块钱一升,但是液氦就很贵,几百块钱一升,消耗的资源是非常大的,你要再不珍惜这样的实验条件,他会非常痛心。
在薛其坤眼里,这个世界一流的实验室里每台昂贵的仪器都是来自国家的支持,也是老百姓的支持。他要对得起这份支持。
薛其坤:我们确实把实验室的仪器用到了我们这个团队能力的极限,一定要非常努力地工作,不分昼夜地工作,争取不枉花国家一分钱,对得起国家对我们这个实验室的支持。
△薛其坤指导学生做实验
4年时间里,团队前后制备了1000多个样品,经历了无数次的失败。但薛其坤并不认为这叫失败。
薛其坤:真正的迷宫可能有99条,只有一条是通的话,你必须要把不通的路给它探索到,这也算是科学上的一种贡献,这样的失败实际上是一次成功。
年轻的学子遇到瓶颈难免郁闷。冯硝说,薛老师常常带着夜宵给学生们补充体力,加油鼓劲,科研指导上,也总能“一语惊醒梦中人。”
冯硝:他会提出很多特别有创造性的想法,让学生们进一步去尝试。学生们听完了之后,就觉得还有重大的科学问题没发现,又有了一个新的发力点,就会像打鸡血一样。
成功发现量子反常霍尔效应 震惊全球物理界
2012年10月的一个晚上,薛其坤收到学生的短信:“量子反常霍尔效应出来了。”他抑制住兴奋,迅速返回实验室,组织团队成员,设计方案,多次重复验证。经过2个月的集中测试,团队得出了完美的实验数据。他带了两瓶香槟,和团队成员一起庆祝。这一成果在《科学》杂志上发表,在国际物理学界引起轰动,质疑也随之而来。
薛其坤:大家认为我们中国科学家不可能做出这种这么重要的成绩来,对我们产生怀疑,这种郁闷持续了一年多。我们的实验结果最后终于得到了科学界的验证。作为一个效应,将来会诞生一个科学的名词,永远留在人类科学史上,它是一个自然界的基本规律,就应该在任何地方存在。这就说明了过硬的实验技术多么重要,严谨的学风有多么重要。
△团队庆祝科研取得进展
量子反常霍尔效应这项震惊全球物理界的科学发现,让薛其坤迎来了一系列高光时刻:2016年,首届未来科学大奖;2018年,国家自然科学奖一等奖;2022年,菲列兹·伦敦奖;2024年,巴克利奖……拿奖拿到手软。物理学家杨振宁评价说,这是“第一次从中国实验室里发表的诺贝尔奖级的物理学论文”。
“严厉”又“和蔼” 对科研永葆热情
外人面前的薛其坤和蔼可亲,学生眼中的薛其坤严慈相济,清华大学物理系教授王亚愚眼中的薛其坤,是个“天生的乐天派”,也是个“矛盾统一体”。
王亚愚:他平时是大大咧咧的,可是他在做研究的时候是无比的心细,对待科研工作,真的是一丝不苟。从某种意义上他是很正统的人,但另一方面作为科学家,他又非常不传统,他的想法经常跟大家都不一样,有点离经叛道那一面。
△薛其坤工作照
没有薛其坤的“离经叛道”,或许就没有这项科学发现。他常被问起,这个科学发现有什么应用价值?
薛其坤这样回答:发现新的科学效应和科学规律,是基础研究皇冠上的明珠,改变人的认知。一个国家强大,我们一定要创造出世界上真正的科学发现的东西。一个新的科学原理给未来的应用奠定基础非常重要,要不然的话你干了半天原理是错的,所以科学家做的一个更重要的事是给应用提供科学上的支撑。至于哪天走上应用,还要考虑它将来是不是有更加经济、更加实用的材料。
科研之外,薛其坤还担任过清华大学副校长,现任南方科技大学校长。让做基础研究成为一种“幸福”,是他任校长时首先着手的任务。作为国内顶尖的物理学家,薛其坤没有放下科研梦想,目前团队还在攻克两个方向:一个是探索量子反常霍尔效应及其有关的量子态在拓扑量子计算等方面的应用,另一个是高温超导机理研究。身兼多职,薛其坤似乎从无疲惫之感,只有逐梦的快乐和幸福。
薛其坤:我是个幸运儿,赶上了中国教育、科技包括人才发展的一个黄金时期,能赶上这样一个时代,还能到清华大学当老师,这对我来讲是一个无穷的鼓励,所以碰到一点小困难,在我面前都是小意思了。
值班编辑:白 雪
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