全世界等了足足一百多年,等一个从中国本土实验室诞生的诺贝尔物理学奖。答案即将揭晓,剩下的时间已不到1天。北京时间10月6日下午5点45分,那通电话将从斯德哥尔摩拨出。
北京时间下午5点45分,准确说是最早公布时间,并非承诺拨电话的时刻。名单揭晓后,2026年物理学奖归于弗朗西斯·哈尔岑,表彰他对冰立方观测站及发现天体物理源高能中微子的贡献,本土突破的期待仍要继续。
这份期待为什么集中在薛其坤身上?9月17日,科睿唯安公布今年的引文桂冠奖名单,他凭借量子反常霍尔效应的实验观测入选。吸引目光的是这项成果本身,它已经获得国际同行的持续认可。
但风向标不是录取通知书,科睿唯安明确说过,这个奖不预测某一年的诺奖得主。诺奖提名及评审信息还有五十年的保密期,没人能拿着这份名单,断言薛其坤进入了今年的决选,更不能宣布胜券在握。
说到中国本土实验室,这个限定也得讲明白:1957年,杨振宁和李政道就已获得诺贝尔物理学奖,两人当时均任职于美国。今天大家盼望的,是关键原创成果在国内科研环境中孕育、成长,再获得这项荣誉。
把时间拨回2013年,清华大学薛其坤领衔的合作团队将量子反常霍尔效应的实验成果发表于《科学》。清华、中科院物理所和斯坦福大学研究人员参与其中,一道长期停留在理论和实验探索中的难题,终于有了实证。
这项发现难在哪里?以往的量子霍尔实验需要外加磁场,量子反常霍尔效应则不需要这一条件。研究者要在合适的材料里,实现特定的量子输运行为,既得把材料做出来,又得把信号测准,少一环都不行。
它为什么让人兴奋,说到底还是电子怎么走的问题:如果能让电子沿材料边缘有序传输,减少散射和能量损耗,就有望为低功耗电子器件提供新的物理基础。我们天天抱怨的手机发热、电脑耗电,也因此多了一条探索路径。
不过从实验现象走到日常产品,中间还有很长一段路,最初的实验需要极低温条件,材料制备和器件实现也有门槛。发现一种新的物理机制,不等于明天就能买到不发热的手机,把潜在用途说成现成功能,反而辜负了研究。
真正撑起这项突破的,是四年多的实验和一千多个样品,团队不断优化材料、反复验证,直到2012年底观察到目标现象。新闻里一句首次发现,背后是一轮接一轮的制备和测量,这才是中国实验室值得被看见的部分。
国际同行的认可也不是今年才开始,2024年的奥利弗·巴克利凝聚态物理学奖,就由薛其坤与阿什文·维什瓦纳特共同获得,表彰他们在材料拓扑电子性质上的理论和实验研究。这项研究的分量,并不取决于今年诺奖选谁。
这里还有一个容易被忽略的事实,本土原创完全可以与国际合作同行,量子反常霍尔效应的实现就是例子。讨论成果在哪里长出来,是为了理解科研条件怎样支撑突破;把合作伙伴从故事里抹掉,反倒说不清这项发现。
再看今年获奖的哈尔岑,他把寻找宇宙中微子这件事,带到了南极冰层深处。冰立方用光学传感器监测粒子相互作用留下的微弱光信号,借此追踪遥远宇宙的高能活动,人类观察天空,因此多了一种不同于普通望远镜的办法。
这同样不是短跑,哈尔岑1988年提出相关设想,冰立方到2011年才开始完整运行,如今才等来诺奖。从想法到仪器,再到可靠发现和广泛认可,每一步都需要时间,获奖者也走过漫长的等待。
把这两条研究路线放在一起,就能看清今年的选择并没有替所有成果排出名次。中微子天文学获得表彰,不会让量子反常霍尔效应少一分价值;不同发现回答不同问题,拿一年的获奖名单去裁定整个领域,尺子本来就不够长。
对国内科研更有用的问题,是下一支团队能不能继续做这样的探索:仪器有人维护,青年研究者有机会成长,暂时没有漂亮结果的工作也能得到合理评估。只在揭晓前热闹几天,远不如平时把这些条件一点点托起来。
公众当然可以期待奖牌,但期待也需要落在具体成果上,知道实验解决了什么、还有哪些限制,才不会从热门预测一路滑到落选失望。科学家的价值,不能拿一年一次的期待落差打分,更不能让一次公布结果全部承包。
这通电话今年没有打向大家盼望的中国实验室,关注却可以留下来:下一次材料优化能把温度推高多少,新的测量会不会发现新的现象,年轻团队又在追问什么。奖项有揭晓的时刻,发现的路还得靠这些具体工作继续往前走。

