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。
李德仁：让测绘遥感强国惠民
测绘遥感被称为国家测绘事业的“尖兵”。我国测绘遥感水平从初期的跟跑、并跑向如今的领跑迈进，离不开测绘遥感科技的领军人物——李德仁。他秉持着“在测绘遥感领域要有中国人自己的数据”的信念，铸就了一个又一个科技辉煌。
作为我国高精度高分辨率对地观测系统的开创者之一，李德仁勇攀科学高山，在多项技术上实现重大创新突破，在苍穹之上擦亮了“东方慧眼”。在他的心中始终有一个坚定的声音，“科学是要为国家服务的。”
求学：一篇论文解决学界难题
李德仁院士常用“不停歇地思索，不停歇地创新，不停歇地奋斗”来形容自己走过的历程。而这种坚定的学术追求和创新精神，早在他年少时期就开始扎根发芽。
1951年，11岁的李德仁以优异的成绩从江苏养正小学毕业，考入泰州中学，1957年高中毕业被武汉测绘学院录取。
大学期间，李德仁胆子大，爱提问，常把自己对名家著作的质疑写成读书心得，到处寻找老师求解。读书时，他几乎看遍了所有专业文献，并做了大量笔记。但李德仁总觉得，这些测量和制图刊物里，有些被认定为“真理”的论述，存在一定的问题。
他直言不讳地指出里面的问题，并将自己的观点写成文章，送给著名科学家、中国航测与遥感学科奠基人王之卓教授，请他指正。看了李德仁的文章，王之卓十分兴奋，不仅在文稿上批阅圈点，还邀请他到家中讨论，两人聊得十分投机，师生二人由此结缘。
大学毕业后，李德仁被分配到国家测绘局地形二队，后来因种种原因，1971年又被分配到石家庄水泥制品厂。
在水泥厂工作期间，李德仁坚持做好分配给自己的每一件事，在工作中精进业务，创新性地研制了一种新的硫铝酸盐水泥。面对从测绘到水泥的巨大专业跨越，李德仁说：“无论从事什么专业，学习知识基本技能、做人的品德、做学问的方法都是相通的，不管什么工作都要做好。”
逆境岁月里，他的专业学习从未停歇，内心的梦想也从未熄灭。
1978年，国家恢复研究生招生考试，39岁的李德仁如愿考上王之卓的研究生。3年后，他以全优的成绩获得了硕士学位。
1982年10月，李德仁以访问学者的身份远赴德国。在波恩大学，初到库普费尔实验室的李德仁便发现该室的区域网平差程序状态不稳定。他向库普费尔教授要来程序，一个星期便将修改好的程序交回，让教授大感惊讶。随后，他用德文写出了论文《克服自检校平差中过度参数的三种方法》。当时“系统误差”这一问题在国际测量学界已“尘埃落定”，科学家们的着力点转向寻找测量学中的粗差，李德仁却另辟蹊径，从验后方差分量估计原理出发，提出了选权迭代粗差检测方法，并在国外学术期刊上发表。
1982年10月，李德仁在德国波恩大学学习。（资料图片）
随后，李德仁转到斯图加特大学，成为阿克曼教授的博士生。仅仅不到两年，李德仁用德文完成了博士论文《摄影测量平差中控制点粗差和像片系统误差可区分的理论及实验研究》，以“1分加5星”的成绩创下了德国斯图加特大学历史最高分，同时也解决了测量数据系统误差、粗差和偶然误差的可区分性这一测量学界难题。
“我们与外国有很大差距，我要赶快回国。”博士毕业后，他毫不犹豫地拒绝了多家国外机构的高薪邀约毅然回国，于1985年2月回到母校武汉测绘科技大学任教，开启了漫长的科研求索之路。
求索：勇攀测绘遥感科技高峰
回国以后，李德仁致力于我国遥感对地观测水平的提升，持续开展了基础理论和重大技术创新，取得一个又一个卓越成果。
——开创了国产高分辨率遥感影像及应用，实现了“从无到有”“从有到好”的全新跨越。
“当时世界上不少发达国家已经有了自己的高分辨率对地观测卫星系统，而中国只能苦苦追赶。”回忆起这段经历，李德仁表示，由于部分核心器件所限，高精度定位必须依赖地面控制点，严重制约了国产遥感卫星在国民经济和国家安全中的广泛应用。
为了扭转这一局面，他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，建立了卫星遥感影像的高精度几何处理技术体系，大幅提高了卫星遥感影像的自主定位精度。
随后，李德仁又带领团队主持设计并建立了卫星地面定标场，通过地面高精度定标场和大规模区域网平差等方法，将资源三号卫星影像无地面控制点的定位精度从300多米提高到3米至5米，解决了国产卫星无地面控制点的高精度测图技术瓶颈难题，完成了9000多万平方千米的全球1:5万测图，开创了国产卫星高精度测图从国内走向全球的新时代。
李德仁开创性地提出了遥感数据的高精度智能处理理论框架，带领团队攻克了多类型高分辨遥感卫星“时空谱”信息高精度处理关键技术、空地遥感连续动态高精度实时位姿测量的瓶颈技术等难题，突破了天-空-地遥感影像“目标搜索-实时定位-变化发现-时空分析”智能在轨处理的核心技术，形成了遥感数据高精度智能处理技术体系，满足了我国遥感卫星地面处理的重大需求，为我国测绘遥感事业的发展进步作出了突出贡献。
——引领传统测绘到信息化测绘遥感的根本性变革。
李德仁主持研发了3S集成的航空遥感与低空无人机遥感数据获取与实时处理系统，使航空摄影测量达到不用或少用地面控制点，减少了90%的野外测量工作量。
在地面测绘遥感系统方面，为了解决地面快速定位定姿和高精度测量难题，李德仁主持研发了我国第一代地面移动测量系统，突破多传感器集成与影像数据实时处理关键技术，推动了地面移动测量的变革。目前，该系统已发展成为无人驾驶的移动测量机器人，广泛应用于数字城市、数字电网、应急测绘等领域，为国民经济建设和国防建设提供了有力支持。
“科研人员的成果，无论是技术还是产品，都应该取之于民、用之于民，最终的目标是造福国人。”李德仁说，如今在带领团队致力于技术创新的同时，他还积极推进地球空间信息高新技术的产业化。
情怀：科学要为国家服务
“爱我中华，兴我家邦”，这是李德仁的曾祖父留下的家训首句。这也让他始终胸怀“国之大者”，提倡“不仅要低头做学问，还要抬头看方向”，始终聚焦学科发展前沿和国家重大需求开展科学研究和技术创新，用他自己的话说，就是“一辈子为国家服务”。
他学成归国时，强军、富国、利民是当时国家和社会所亟需。为此，他的所有研究都是围绕这三个需求展开，致力于让遥感测绘成为为国防建设、经济发展和百姓生活服务的科学。
不做无组织的科研、不做低水平重复的科研、创造更多应用场景、抓紧从研发到应用的链条，是李德仁始终秉持的科研原则。
在这一原则指引下，他选择攀爬更高的科学山峰，“东方慧眼”也应运而生。
2018年12月30日，李德仁在测绘遥感学科发展高端论坛作报告。（资料图片）
近年来，李德仁带领团队积极开展通导遥一体化天基信息实时服务系统关键技术攻关和实验卫星研制，同步启动了珞珈系列科学试验卫星工程，目前已经研制发射了四颗珞珈系列卫星。而“珞珈”工程其实就是“东方慧眼”的“先遣队”。
2022年起，李德仁带领团队开展了“东方慧眼”智能遥感卫星星座项目论证工作。2023年4月，“东方慧眼”一期工程正式启动，目标是建成200多颗高分辨率光学卫星、雷达卫星、高光谱卫星的智能星座，为全球用户提供高精度、智能、实时的遥感信息服务，拓展遥感产业应用范围。2024年2月3日，“东方慧眼”星座首星-高分01星成功发射，顺利实现业务化运行。
“东方慧眼”是李德仁带领团队不断探索的最新集成创新。“这件事干成了，就能解决现有的通信、导航、遥感卫星系统各成体系、孤立的运行和服务方式难以满足经济社会发展需求的问题，我们就能实现由航天大国向航天强国的跨越。”李德仁自豪地说。
责任：二十年坚持传道授业
在所有头衔中，李德仁最钟爱的岗位是“教师”。他说，“我人生最大的乐趣就是成为一名老师，我的责任是传承学问，培养下一代的接班人，我的学生遍布世界各地，在测绘遥感领域内外各有建树。这是他们勤奋努力的结果，也是我为之高兴的最大成果。”
在武汉大学《测绘学概论》的课程上，李德仁与武汉大学测绘领域五位院士一起，每年坚持给测绘遥感本科生上基础课。这一门课，六个院士，持续讲授了二十年。
“现在我们的科研团队可以和国际测绘巨头平等对话，有人说这是我们最大的成果。但我觉得世界科技的竞争首先是人才的竞争，培养更多创新人才，让测绘科学后继有人，才是我们永恒的课题。”李德仁说。
除了是科学家，李德仁还是成果丰硕的教育家，推动了我国测绘遥感和地理信息教育的快速发展。他培养的学生遍布全球重要岗位，其中1人当选中国科学院院士，1人当选中国工程院院士，10余人次入选国家高层次人才计划，多人成为国内外知名高校教授。
2022年，在李德仁的推动下，武汉大学联合十多所高校，共同论证遥感科学与技术一级学科建设，报国务院学位委员会审议通过，“遥感科学与技术”正式成为交叉门类一级学科。目前，全国已有300多所大学开设测绘遥感地理信息专业，并在武汉大学建立了国际一流的人才培养基地。武汉大学现已建成世界上规模最大、门类最全、办学层次和办学体系最完整的测绘遥感学科群。
李德仁的第27位博士、测绘遥感信息工程国家重点实验室副主任王密认为，“作为战略科学家，李老师最大的贡献是推动了我国卫星遥感领域的关键技术发展。他常教导我们，做科研工作要用小钱办大事，要将国家需求放在第一位，要致力于解决国家的重大问题”。
薛其坤：勇攀“量子之巅”
61岁！6月24日，国家最高科学技术奖迎来有史以来最年轻得主。
他就是发现量子反常霍尔效应的著名凝聚态物理学家、中国科学院院士、清华大学教授、南方科技大学校长、巴克利奖首位中国籍获得者——薛其坤。
薛其坤不是人们口中的天才。他3次考研方获成功，读博士花了7年，却在41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，如今又斩获中国科技界的崇高荣誉——2023年度国家最高科学技术奖。
他几十年来，一直保持“7-11”（早7点到实验室晚11点离开）的工作状态。世人常说科研枯燥无聊，他却乐在其中，每每讲起专业总是两眼放光。有位老院士曾评价他，“吃苦耐劳，异于常人”。
他个子不高、乡音浓重、为人豪爽，无论是认识或不认识的人有事相求，他都会热心帮忙。有同事曾开玩笑，“如果放在古代，他就是个大侠”。但对待科研，他却追求极致，就连学生论文中的标点符号都不允许出错。
取得今天的成绩，薛其坤说：“1分是天赋，99分是努力。”
敢为人先 书写传奇人生
求学时的薛其坤的确普通。
第一次考研，他以高数39分惨淡收场；第二次考研，又因物理39分与中国科学院物理所失之交臂；直到1987年，屡败屡战的他才成功“上岸”。可即便读研期间，他也没有一套像样的数据能写一篇论文。后来，在导师推荐下，他获得了去日本东北大学学习的机会，但由于语言不通，他听不懂导师的要求，是实验室里“最不受待见”的学生，博士读了7年才毕业。
接二连三的失败没有打翻这艘“从沂蒙山区驶出的小船”。薛其坤说，他是沂蒙山里长大的孩子，皮实，这点挫折就是小风小浪，不怕。
确实，如果没有这种皮实，恐怕不会有后来的逆袭，也不会有量子反常霍尔效应的发现。
薛其坤在办公。（资料图片）
什么是量子反常霍尔效应？在一个材料中，电子的运动一般来讲是高度无序的，电子和晶格、电子和杂质、电子和电子都能形成碰撞，产生电阻、发热，从而造成能量损耗。但此时，如果给薄膜样品外加一个强磁场，在强磁场作用下，电子的运动会像高速公路上的汽车一样，沿样品边缘分道行驶，互不干扰，这个非常有趣的量子效应就叫做量子霍尔效应。1979年，它由德国物理学家冯·克里青发现。
既然存在量子霍尔效应，那么是否存在量子反常霍尔效应——无需任何外加磁场，靠材料本身的性质就能让电子运动变得高度有序？
1988年，美国的霍尔丹教授在理论中提出一种“玩具模型”，可以实现无磁场的量子霍尔效应，此后近20年间有物理学家提出各种方案，但是实验上未取得任何实质性进展。
为什么？量子反常霍尔效应需要材料本身既具备磁性又是绝缘体，可由于磁体通常为导体，这是一个自相矛盾的要求。
转折的契机出现在2005年，那一年，理论物理学家查尔斯·凯恩、张首晟等成功预言了一类叫拓扑绝缘体的新材料。这种内部是绝缘体、表面却可以导电的神奇材料的“出现”，让这个矛盾的要求有了实现的可能。据此，2008年，张首晟等理论物理学家又提出了一个大胆的假设：在拓扑绝缘体中引入磁性有可能实现量子反常霍尔效应。
“这是理论物理学家在山顶画出的樱桃，山顶有没有樱桃，没人知道。”尽管一切都是未知，在好奇心的驱使下，薛其坤还是带领团队向这座科学高峰发起了进攻。那时的他一直有个念头，“能不能像我们崇拜的科学家那样，做点更大的、从0到1的成果”。
向着梦想全力奔跑，2012年底，薛其坤团队用“分子束外延”方法，生长出了高质量的磁性拓扑绝缘体薄膜材料，最终看到了梦寐以求的实验现象。这是世界范围内，首次在实验上观测到量子反常霍尔效应！至此，量子霍尔效应家族最后一个神秘成员在实验上被发现。
因为这项重要的科学发现，薛其坤三个字不再普通。他被视为凝聚态物理领域的传奇人物，开始迎来人生的高光时刻。
为什么是薛其坤团队？
探寻成功密码，除了勇攀科学高峰的勇气，还要有尖端实验技术和方法的长期积累。
制备一个同时拥有拓扑、绝缘、磁性三种特性的薄膜，这是实现量子反常霍尔效应的关键和前提。但是，在实际的材料中同时满足上述三个要求是一个巨大的挑战。打个形象的比喻，这就相当于要我们培养一个运动员，他既需要有短跑运动员的速度，又要有举重运动员的力量，还要有花样滑冰运动员的技巧，其中的艰难可想而知。
幸运的是，做了20多年分子束外延生长的薛其坤掌握了国际领先的技术储备：2002年初，薛其坤等人曾开创过一个融合分子束外延设备、扫描隧道显微镜和角分辨光电子能谱三种实验设备的超高真空联合系统，该系统的发展和熟练运用，对拓扑绝缘体材料的精密控制起到重要作用。
薛其坤与学生们讨论。（资料图片）
不过，只有“金刚钻”还不够。冯硝，薛其坤的博士生，2008年秋季学期加入到研究团队。她说，是面对困难不屈不挠的精神，让他们在这场高手云集的竞技中领先一步。
实现量子反常霍尔效应的薄膜样品只有5纳米的厚度，相当于头发丝的十万分之一，肉眼几乎看不到。制备这种薄膜材料，需要将几种元素用分子束外延法一层一层生长起来。但具体怎么生长，几种元素如何配比，结构如何搭建，都十分复杂精妙。
4年来，这样的薄膜样品，薛其坤团队生长了1000多个，每一个样品从生长到完成测试，至少需要三四天。生长、测试，失败、改进，再生长、再测试……“在这一次又一次的重复实验中，很多时候我们都是在不断试错。”冯硝感慨。
但更大的挑战来自实验目标的不确定性。2011年底，薛其坤带领团队终于制备出了兼具磁性、拓扑、绝缘三种特性的薄膜样品。可很快，研究工作又陷入了停滞不前的状态，大家有些动摇。
“从理论来看，当时我们能想到的所有问题似乎都解决了，但是实验结果离最终的成功还非常遥远。”回忆起2012年初最困难的那段时光，薛其坤团队成员何珂说，那时大家都很焦虑，压力很大，“因为研究时间比较长，付出了很多努力，非常担心研究就此停滞不前”。
面对蔓延的负面情绪，薛其坤作为研究团队的“大家长”，给大家讲起了他人生中最难熬的那段日子：在日本留学期间，他一年中有七八个月想回家。因为听不懂导师的指令，他经常受到导师严厉指责，导致导师和同学们一起做实验时，他不敢碰仪器，只能在一边怔怔地看。但为了给中国人争口气，他最终咬牙坚持了下来，并取得了一项重要的科研突破，这是日本东北大学近30年来最重要的一项成果。
“只要敢于正视困难，就没有过不去的坎儿。”薛其坤为大家加油鼓劲。
事实上，在日本求学的那段经历不仅磨练了薛其坤的意志，也让其形成了“7-11”的作息，并一直坚持到现在。薛其坤的很多学生曾经较劲，“想趁着自己年轻，和薛老师比一比，看谁先到实验室，谁最后一个离开”，但多年来几乎没人能赢。
“很多时候，大家一起从外地出差回来，已是晚上十一二点，他还坚持去实验室，和大家讨论实验。”薛其坤对科学研究的这种持久不灭的热情和努力，常常让清华大学物理系教授王亚愚惊叹不已。
这种超乎常人的勤奋，薛其坤的体会是“累并快乐着”。他说，科学探秘，就像侦探解谜一样有趣，“从事科研这么多年，我极其努力，也非常快乐”。
粗中有细 再攀科学高峰
瘦削的脸上架副眼镜，无论对谁总是笑呵呵的，在同事眼中，“山东汉子”薛其坤平易近人、天生乐观、性格豪爽。
“在薛其坤眼里，几乎就没有什么东西舍不得送人。”有位老师这样感慨。
对此，王亚愚深有体会，“我们去国外开会，薛老师会拿自己的钱给学生发零花钱。他手里存不住东西，经常有哪个学生夸他的东西好，他当场就送给人家”。
在学生眼里，导师薛其坤大部分时候和蔼可亲，会经常买些牛奶、夜宵、营养品“贿赂”他们，但若犯了错，他也会狠狠地批评。
有一次，他像往常一样去实验室，恰巧碰到一位学生在电脑上浏览无关网页，薛其坤顿时火冒三丈。“你们现在拥有这么好的实验条件，却不知珍惜，这不只是在浪费自己的时间，也是在浪费科研资源！”说到激动处，薛其坤热泪盈眶。
学生头一次见他发这么大的脾气，却也明白“薛老师这是生气又心痛”。实验室里，一些实验仪器要在极低温环境下运行，需要用到液氮和液氦。液氮的价格几元一升，液氦则要几百元一升，用薛其坤的话说，“你这台仪器是喝可乐的，你这台仪器是喝茅台的”。
在实验技术与科研训练中，薛其坤对学生们的要求更是近乎苛刻：对于实验仪器要长年累月准确无误地操作；写论文，不能有标点符号错误。
这种追求极致的科研态度，薛其坤认为，是一个科研工作者不可或缺的品质。他常常对学生说，物理实验的成功建立在扎实的基本功之上，如果没有精湛的实验技术和细致操作，就很难取得重大的科研成果。
如今，在量子反常霍尔效应之后，薛其坤继续享受着攀登科学高峰带来的快乐。这次，他带领团队瞄准了两个难题：一个是在更高的温度下甚至室温下尝试观测到量子反常霍尔效应，让其走向实际应用；另一个是高温超导机理。
他充满期待地说：“如果我们把谜底揭开了，就有可能设计出高温超导材料，在室温下甚至更高温度下实现超导，这将是对全人类的重要贡献。”
来源： 新华社、经济日报新闻客户端（记者沈慧、李思雨）
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编辑：刘莉 校对：陈婧琳