张金松：“掘金”量子物理 - 清华大学消息网

2014-06-16 11:47 来源：http://www.ceo315.org/ 阅读：次

　　“迎挑衅”不做追随者

　　当他的心向物理学凑近时，荣幸之神也抉择了这个不服输的少年，王亚愚老师回国了，并筹备在清华物理系组建新的实验室。在美国期间，王亚愚因为在高温超导范畴的出色工作，被授予凝集态物理青年物理学家的最高奖项。

　　“小直觉”结缘物理学

　　当张金松以第一作者的身份在美国《科学》杂志上发表了量子反常霍尔效应的实验成果，被杨振宁称颂为“中国实验室里发表的第一次诺贝尔奖级的物理学论文”、被评为清华大学“学术新秀”、荣获第八届中国青少年科技立异奖时，他刚满28岁。

　　这一次，张金松没有迟疑，拜在了王亚愚门下。

　　张金松鉴戒了别人用金属铟做电极的方式。为此，他把一整块铟像切土豆一样，先切条再切块，最后切成只有圆珠笔的圆珠大小的微粒。一番捣鼓之后，终于成功。实验室的测量效率为之大幅进步，从以前的每周发送一次测量数据变为了天天都能发送一次测量数据。张金松说：“我是一个十分求实的人，感到用样品加工得再美丽，不够快也是不好的。假如按照以前的效力，我们确定不会这么快的得出最后的结果。”

　　“不服气”走上科研路

大三的暑假小学期，有意在读研时换专业的张金松报名参加了自动化专业的一个实习项目。主动化是清华的王牌专业，就业一直强劲。然而在实习邻近停止时，张金松发现，领导老师连自己的名字都没记住。

　　行将博士毕业的张金松，已经接洽好了下一站——斯坦福大学。张金松说：“在量子反常霍尔效应这个实验上，我做的工作不是不可代替的，我的导师可以，师弟师妹也可以。”盼望独破创新工作的他盼望通过更多的项目来证明自己，“在一个项目上取得成绩，可能会有些福气因素。但如果在很多的项目上都取得成绩，那就真正阐明了你的能力。”

　　然而，他与量子反常霍尔效应的这一段“感情路”却崎岖遍布，包含物理在内的基础科学研究，往往无奈预期能失掉科研成果。“那时的迷茫，重要来自对将来的不断定。你并不晓得破费那么多时间，最后能不能得到想要的成果。”张金松说。实验中，曾有长达7个月的时间，大家每天制造材料、进行测量，一天之内就实现一个轮回。然而，材料一个个淘汰，实验却没有取得任何进展。

　　“沉下心”享受美好处

　　所有能想到的问题都已想到，所有能尝试的办法都已尝试，简直所有的学生都认为不可能再干下去了。张金松说，那时大家甚至开始猜忌，量子反常霍尔效应是否真的能够被实验发现？

　　“你不谈恋爱吗？不打游戏吗？没有业余喜好吗？”面对记者的疑难，他的答复很简略：“比起这些，我更爱好学习。”带着乡村孩子对家庭的义务感和一丝高中时期优等生的小自豪，张金松不能接收大一第一学期结束时，班级排名第20的事实。四年，近乎刻薄地自我请求，使他在毕业时在班级排名前进到了第6名。

　　测量中，错误们时常能看到这样一幕，张金松常常贴在显微镜前，用牙签把6粒铟粒正确嵌到只有多少平方毫米大小的材料上。每每这时，张金松就屏住呼吸胆大妄为，“呼吸动作一大，气流就把材料吹跑了。”

　　为什么取舍学物理，张金松仿佛从未像现在这样须要如斯频繁地思考和面对这个问题，然而实际情形就是，2004年考大学报意愿时，小学未毕业的父母并不能给他任何看法，张金松单独一人坐在家中，拿着清华大学的招生简章逐行读给自己听，最后挑选了这个自己善于的学科，懵懂中，他踏入了物理学科的高等殿堂。

　　失踪感让张金松意识到，物理才是本人的特长和情感所在。大学三年下来，张金松成就始终金榜题名，顺利取得直博资历。就这么换专业？张金松第一次有了不信服的动机：“物理学了那么多年，就那么废弃，对得起自己吗？”

兴许胜利者素来都是孤单的，本科四年的自习生活，他从来都是来去一人，“保持”犹如一种信奉始终随同着他。

　　“有时候就是这样，为了一个打破，要花很长的时间。”他说，在这种单调的研究中，张金松也在享受着物理带给他的美妙。“你能不能设想在一个特别的材料里，里面的电子就像高速公路的汽车一样沿着特定车道行驶，而不是像普通材料里的电子那样横七竖八。这样如果利用到电脑或者手机里，那运行应当会更快，产热也会异常少。”

　　“她最为美妙的处所主要有两点，第一，处于量子反常霍尔效应的电子与普通材料中的电子比拟，就似乎是在高速公路上行驶的汽车一样，互不烦扰，高速运行；第二，量子反常霍尔效应的材料自身就是一个铁磁体，因而不需要任何外增强磁场，就可以让电子在高速公路上行驶，为这个运用带来了辽阔的远景。这象征着，量子反常霍尔效应如果可能在我们的日常生活中得到应用，将很有可能开启新一轮的科技革命。”谈到量子反常霍尔效应，他就像在念叨自己的爱人一样语调温顺。

9年前的张金松作为一名物理系大一新生，坐在清华六教教室里听杨振宁先生讲《一般物理》时，还在问同窗：“杨振宁是谁？”

　　2010年秋，急于回国加入科研项目标张金松，提前7天回国。回国之后，薛其坤院士领衔的研讨团队已经投入量子反常霍尔效应的实验研究，王亚愚教学在其中担负主要的输运测量工作。张金松不休整，立即参加团队，终于开端了自己的科研之路。

　　随后未几，同学的一次偶尔对照实验，发明样品名义在不笼罩任何维护层时，量子反常霍尔效应变得更加显明。从此，实验获得重大冲破。8月22日，站在中国青少年科技翻新奖的发言台上，张金松发表获奖感言：“做科学研究必需坚持不懈，学会见对失败，不轻言放弃！”

　　“动手”是张金松的强项，也许是来自于木工父亲的遗传，小时候的他像良多男孩子一样爱“搞损坏”。家里的小物件他都会拆开来，好奇地看看里面到底是什么。他的手很巧，拿张纸，不一会儿就能折出小汽车和小飞机，有时候他也会买些整机，沉迷在自己组装的快活当中，这样的上风一直伴随他进入到了后来的学习中，本科时代他的学科成绩固然不是班中的佼佼者，但做起物理实验却得心应手，他把这称为对物理的一点“小直觉”。

　　“这个专业并不传授专门的职业技巧，未来要么转学其余方向，要么在科学研究上一直走下去。而与多数基本科学专业一样，物理专业毕业后很难让他找到一份报酬丰富的工作。”有这种设法时，张金松刚上大学二年级，看着四周其他专业陆续呈现到至公司拿高薪的师哥师姐和生涯拮据的爹妈，他摇动了。

张金松：“掘金”量子物理

　　“刚开始做科研的时候，导师让我干什么，我就干什么。当初，咱们更偏向于主动提出主意，自动开辟思路，独特解决科研问题。”从被动科研改变成主动科研，是张金松人生中的重要一步。

　　在团队成员的共同尽力下，历经4年，2012年10月15日，量子反常霍尔效应的表示数据终于涌现在仪器上。2013年3月15日，相干论文在美国《科学》杂志在线发表，张金松为4名共同第一作者之一，杨振宁评估：“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。”

　　跟着量子物理的发展，在试验中观测到量子变态霍尔效应成为全世界迷信家梦寐以求的目的，这一次，张金松跟团队成员一起，发动总攻。为了寻找和验证这一效应，他和团队整整花了4年时光，丈量了1000多个样品，依照分工，张金松承当了对实验资料的输运性质进行精细测量的工作。对张金松来说，这堪称恰如私愿。着手才能强，是他在童年时就展示出来的特色。

　　张金松对物理的那点“小直觉”很快在实验中得以施展。按照流程，在测量之前，样品要进步行庞杂的电极镀膜，为了省钱，名目组总要攒够7、8个样品再去镀膜，而每个样品的均匀测量周期都要2天左右。两个月后，张金松受不了了：“这也太慢了！”

　　直博二年级时，张金松到美国布鲁克海文国度实验室进行了为期一年的交换学习。然而，美国导师对张金松并不器重，只是部署他做一些打杂之事。长时间的“安闲”，让二心想搞科研的张金松憋得发窘，美国导师的鄙弃，又一次激发了他心中的不折服：“回国之后，必定要在科研上搞点花样出来！”

　　虽然高考时选择专业有点“稀里糊涂”，但在高手如云的清华大学，他却丝绝不敢松散。大学四年，所有的周末时间都是在自习室里渡过的他，恐怕要让很多的大学生赞叹了。

　　这一次，张金松终于让杨振宁意识了当初茫茫众生中，那个闷头听他讲《普通物理》课的小伙子。

　　坐在清华大学万人食堂的咖啡厅里，张金松和来这里学习交谈的学生们看似差异不大，瘦小的他，一身休闲打扮，学赌气的金丝眼镜搭配略显羞怯，“学术牛人”就掩饰在这样低调的外在之下，这样的他一不留心就会吞没在校园无数个求学的身影当中。张金松坦言，他险些就成了碌碌人群中的一员，左右运气的，除了那么一点点机会之外，还有他一直坚守着的一句话——“坚持是一种精力，挑战是一种信奉。”

　　■ 人物档案：张金松，清华大学物理系2008级博士生。所在团队通过四年的不懈努力，在实验上首次实现了量子反常霍尔效应，相关成果以共同第一作者身份发表在《科学》杂志上，被杨振宁先生称为第一次在中国实验室里发表的诺贝尔奖级的物理学论文。曾任物理系研究生会学术副主席,清华总裁，获清华大学“学术新秀”、博士研究生学术新人奖等声誉。2013年7月被评为清华大学优良共产党员。2013年8月荣获第八届中国青少年科技创新奖。

起源：科技日报 2013-12-18 贾婧

　　要害时刻，团队带头人薛其坤说：“我们现在从事的实验工作是无比重要的，你们有可能发现从没有人看到过的货色。要是看到了，这一辈子都值了；要是看不到，你们也能从中历练、成长许多。”