2023年度國家最高科學技術獎6月24日在京揭曉，李德仁院士、薛其坤院士獲得中國科技界崇高榮譽。
李德仁是著名的攝影測量與遙感學家，一直致力於提升我國測繪遙感對地觀測水平。他攻克衛星遙感全球高精度定位及測圖核心技術，解決了遙感衛星影像高精度處理的系列難題，帶領團隊研發全自動高精度航空與地面測量系統，為我國高精度高解析度對地觀測體系建設作出了傑出貢獻。
薛其坤是凝聚態物理領域著名科學家，取得多項引領性的重要科學突破。他率領團隊首次實驗觀測到量子反常霍爾效應，在國際上產生重大學術影響；在異質結體系中發現介面增強的高溫超導電性，開啟了國際高溫超導領域的全新研究方向。
李德仁：讓測繪遙感強國惠民
測繪遙感被稱為國家測繪事業的「尖兵」。我國測繪遙感水平從初期的跟跑、並跑向如今的領跑邁進，離不開測繪遙感科技的領軍人物——李德仁。他秉持著「在測繪遙感領域要有中國人自己的數據」的信念，鑄就了一個又一個科技輝煌。
作為我國高精度高解析度對地觀測系統的開創者之一，李德仁勇攀科學高山，在多項技術上實現重大創新突破，在蒼穹之上擦亮了「東方慧眼」。在他的心中始終有一個堅定的聲音，「科學是要為國家服務的。」
求學：一篇論文解決學界難題
李德仁院士常用「不停歇地思索，不停歇地創新，不停歇地奮鬥」來形容自己走過的歷程。而這種堅定的學術追求和創新精神，早在他年少時期就開始紮根發芽。
1951年，11歲的李德仁以優異的成績從江蘇養正小學畢業，考入泰州中學，1957年高中畢業被武漢測繪學院錄取。
大學期間，李德仁膽子大，愛提問，常把自己對名家著作的質疑寫成讀書心得，到處尋找老師求解。讀書時，他幾乎看遍了所有專業文獻，並做了大量筆記。但李德仁總覺得，這些測量和製圖刊物里，有些被認定為「真理」的論述，存在一定的問題。
他直言不諱地指出裡面的問題，並將自己的觀點寫成文章，送給著名科學家、中國航測與遙感學科奠基人王之卓教授，請他指正。看了李德仁的文章，王之卓十分興奮，不僅在文稿上批閱圈點，還邀請他到家中討論，兩人聊得十分投機，師生二人由此結緣。
大學畢業後，李德仁被分配到國家測繪局地形二隊，後來因種種原因，1971年又被分配到石家莊水泥製品廠。
在水泥廠工作期間，李德仁堅持做好分配給自己的每一件事，在工作中精進業務，創新性地研製了一種新的硫鋁酸鹽水泥。面對從測繪到水泥的巨大專業跨越，李德仁說：「無論從事什麼專業，學習知識基本技能、做人的品德、做學問的方法都是相通的，不管什麼工作都要做好。」
逆境歲月里，他的專業學習從未停歇，內心的夢想也從未熄滅。
1978年，國家恢復研究生招生考試，39歲的李德仁如願考上王之卓的研究生。3年後，他以全優的成績獲得了碩士學位。
1982年10月，李德仁以訪問學者的身份遠赴德國。在波恩大學，初到庫普費爾實驗室的李德仁便發現該室的區域網平差程序狀態不穩定。他向庫普費爾教授要來程序，一個星期便將修改好的程序交回，讓教授大感驚訝。隨後，他用德文寫出了論文《克服自檢校平差中過度參數的三種方法》。當時「系統誤差」這一問題在國際測量學界已「塵埃落定」，科學家們的著力點轉向尋找測量學中的粗差，李德仁卻另闢蹊徑，從驗後方差分量估計原理出發，提出了選權疊代粗差檢測方法，並在國外學術期刊上發表。
1982年10月，李德仁在德國波恩大學學習。（資料圖片）
隨後，李德仁轉到斯圖加特大學，成為阿克曼教授的博士生。僅僅不到兩年，李德仁用德文完成了博士論文《攝影測量平差中控制點粗差和像片系統誤差可區分的理論及實驗研究》，以「1分加5星」的成績創下了德國斯圖加特大學歷史最高分，同時也解決了測量數據系統誤差、粗差和偶然誤差的可區分性這一測量學界難題。
「我們與外國有很大差距，我要趕快回國。」博士畢業後，他毫不猶豫地拒絕了多家國外機構的高薪邀約毅然回國，於1985年2月回到母校武漢測繪科技大學任教，開啟了漫長的科研求索之路。
求索：勇攀測繪遙感科技高峰
回國以後，李德仁致力於我國遙感對地觀測水平的提升，持續開展了基礎理論和重大技術創新，取得一個又一個卓越成果。
——開創了國產高解析度遙感影像及應用，實現了「從無到有」「從有到好」的全新跨越。
「當時世界上不少已開發國家已經有了自己的高解析度對地觀測衛星系統，而中國只能苦苦追趕。」回憶起這段經歷，李德仁表示，由於部分核心器件所限，高精度定位必須依賴地面控制點，嚴重製約了國產遙感衛星在國民經濟和國家安全中的廣泛應用。
為了扭轉這一局面，他主持設計論證了我國第一顆民用測繪衛星「資源三號」的系統參數，建立了衛星遙感影像的高精度幾何處理技術體系，大幅提高了衛星遙感影像的自主定位精度。
隨後，李德仁又帶領團隊主持設計並建立了衛星地面定標場，通過地面高精度定標場和大規模區域網平差等方法，將資源三號衛星影像無地面控制點的定位精度從300多米提高到3米至5米，解決了國產衛星無地面控制點的高精度測圖技術瓶頸難題，完成了9000多萬平方千米的全球1:5萬測圖，開創了國產衛星高精度測圖從國內走向全球的新時代。
李德仁開創性地提出了遙感數據的高精度智能處理理論框架，帶領團隊攻克了多類型高分辨遙感衛星「時空譜」信息高精度處理關鍵技術、空地遙感連續動態高精度實時位姿測量的瓶頸技術等難題，突破了天-空-地遙感影像「目標搜索-實時定位-變化發現-時空分析」智能在軌處理的核心技術，形成了遙感數據高精度智能處理技術體系，滿足了我國遙感衛星地面處理的重大需求，為我國測繪遙感事業的發展進步作出了突出貢獻。
——引領傳統測繪到信息化測繪遙感的根本性變革。
李德仁主持研發了3S集成的航空遙感與低空無人機遙感數據獲取與實時處理系統，使航空攝影測量達到不用或少用地面控制點，減少了90%的野外測量工作量。
在地面測繪遙感系統方面，為了解決地面快速定位定姿和高精度測量難題，李德仁主持研發了我國第一代地面移動測量系統，突破多傳感器集成與影像數據實時處理關鍵技術，推動了地面移動測量的變革。目前，該系統已發展成為無人駕駛的移動測量機器人，廣泛應用於數字城市、數字電網、應急測繪等領域，為國民經濟建設和國防建設提供了有力支持。
「科研人員的成果，無論是技術還是產品，都應該取之於民、用之於民，最終的目標是造福國人。」李德仁說，如今在帶領團隊致力於技術創新的同時，他還積極推進地球空間信息高新技術的產業化。
情懷：科學要為國家服務
「愛我中華，興我家邦」，這是李德仁的曾祖父留下的家訓首句。這也讓他始終胸懷「國之大者」，提倡「不僅要低頭做學問，還要抬頭看方向」，始終聚焦學科發展前沿和國家重大需求開展科學研究和技術創新，用他自己的話說，就是「一輩子為國家服務」。
他學成歸國時，強軍、富國、利民是當時國家和社會所亟需。為此，他的所有研究都是圍繞這三個需求展開，致力於讓遙感測繪成為為國防建設、經濟發展和百姓生活服務的科學。
不做無組織的科研、不做低水平重複的科研、創造更多應用場景、抓緊從研發到應用的鏈條，是李德仁始終秉持的科研原則。
在這一原則指引下，他選擇攀爬更高的科學山峰，「東方慧眼」也應運而生。
2018年12月30日，李德仁在測繪遙感學科發展高端論壇作報告。（資料圖片）
近年來，李德仁帶領團隊積極開展通導遙一體化天基信息實時服務系統關鍵技術攻關和實驗衛星研製，同步啟動了珞珈系列科學試驗衛星工程，目前已經研製發射了四顆珞珈系列衛星。而「珞珈」工程其實就是「東方慧眼」的「先遣隊」。
2022年起，李德仁帶領團隊開展了「東方慧眼」智能遙感衛星星座項目論證工作。2023年4月，「東方慧眼」一期工程正式啟動，目標是建成200多顆高解析度光學衛星、雷達衛星、高光譜衛星的智能星座，為全球用戶提供高精度、智能、實時的遙感信息服務，拓展遙感產業應用範圍。2024年2月3日，「東方慧眼」星座首星-高分01星成功發射，順利實現業務化運行。
「東方慧眼」是李德仁帶領團隊不斷探索的最新集成創新。「這件事干成了，就能解決現有的通信、導航、遙感衛星系統各成體系、孤立的運行和服務方式難以滿足經濟社會發展需求的問題，我們就能實現由航天大國向航天強國的跨越。」李德仁自豪地說。
責任：二十年堅持傳道授業
在所有頭銜中，李德仁最鍾愛的崗位是「教師」。他說，「我人生最大的樂趣就是成為一名老師，我的責任是傳承學問，培養下一代的接班人，我的學生遍布世界各地，在測繪遙感領域內外各有建樹。這是他們勤奮努力的結果，也是我為之高興的最大成果。」
在武漢大學《測繪學概論》的課程上，李德仁與武漢大學測繪領域五位院士一起，每年堅持給測繪遙感本科生上基礎課。這一門課，六個院士，持續講授了二十年。
「現在我們的科研團隊可以和國際測繪巨頭平等對話，有人說這是我們最大的成果。但我覺得世界科技的競爭首先是人才的競爭，培養更多創新人才，讓測繪科學後繼有人，才是我們永恆的課題。」李德仁說。
除了是科學家，李德仁還是成果豐碩的教育家，推動了我國測繪遙感和地理信息教育的快速發展。他培養的學生遍布全球重要崗位，其中1人當選中國科學院院士，1人當選中國工程院院士，10餘人次入選國家高層次人才計劃，多人成為國內外知名高校教授。
2022年，在李德仁的推動下，武漢大學聯合十多所高校，共同論證遙感科學與技術一級學科建設，報國務院學位委員會審議通過，「遙感科學與技術」正式成為交叉門類一級學科。目前，全國已有300多所大學開設測繪遙感地理信息專業，並在武漢大學建立了國際一流的人才培養基地。武漢大學現已建成世界上規模最大、門類最全、辦學層次和辦學體系最完整的測繪遙感學科群。
李德仁的第27位博士、測繪遙感信息工程國家重點實驗室副主任王密認為，「作為戰略科學家，李老師最大的貢獻是推動了我國衛星遙感領域的關鍵技術發展。他常教導我們，做科研工作要用小錢辦大事，要將國家需求放在第一位，要致力於解決國家的重大問題」。
薛其坤：勇攀「量子之巔」
61歲！6月24日，國家最高科學技術獎迎來有史以來最年輕得主。
他就是發現量子反常霍爾效應的著名凝聚態物理學家、中國科學院院士、清華大學教授、南方科技大學校長、巴克利獎首位中國籍獲得者——薛其坤。
薛其坤不是人們口中的天才。他3次考研方獲成功，讀博士花了7年，卻在41歲成為中國科學院最年輕的院士之一，50歲攻克量子世界難題，如今又斬獲中國科技界的崇高榮譽——2023年度國家最高科學技術獎。
他幾十年來，一直保持「7-11」（早7點到實驗室晚11點離開）的工作狀態。世人常說科研枯燥無聊，他卻樂在其中，每每講起專業總是兩眼放光。有位老院士曾評價他，「吃苦耐勞，異於常人」。
他個子不高、鄉音濃重、為人豪爽，無論是認識或不認識的人有事相求，他都會熱心幫忙。有同事曾開玩笑，「如果放在古代，他就是個大俠」。但對待科研，他卻追求極致，就連學生論文中的標點符號都不允許出錯。
取得今天的成績，薛其坤說：「1分是天賦，99分是努力。」
敢為人先 書寫傳奇人生
求學時的薛其坤的確普通。
第一次考研，他以高數39分慘澹收場；第二次考研，又因物理39分與中國科學院物理所失之交臂；直到1987年，屢敗屢戰的他才成功「上岸」。可即便讀研期間，他也沒有一套像樣的數據能寫一篇論文。後來，在導師推薦下，他獲得了去日本東北大學學習的機會，但由於語言不通，他聽不懂導師的要求，是實驗室里「最不受待見」的學生，博士讀了7年才畢業。
接二連三的失敗沒有打翻這艘「從沂蒙山區駛出的小船」。薛其坤說，他是沂蒙山里長大的孩子，皮實，這點挫折就是小風小浪，不怕。
確實，如果沒有這種皮實，恐怕不會有後來的逆襲，也不會有量子反常霍爾效應的發現。
薛其坤在辦公。（資料圖片）
什麼是量子反常霍爾效應？在一個材料中，電子的運動一般來講是高度無序的，電子和晶格、電子和雜質、電子和電子都能形成碰撞，產生電阻、發熱，從而造成能量損耗。但此時，如果給薄膜樣品外加一個強磁場，在強磁場作用下，電子的運動會像高速公路上的汽車一樣，沿樣品邊緣分道行駛，互不干擾，這個非常有趣的量子效應就叫做量子霍爾效應。1979年，它由德國物理學家馮·克里青發現。
既然存在量子霍爾效應，那麼是否存在量子反常霍爾效應——無需任何外加磁場，靠材料本身的性質就能讓電子運動變得高度有序？
1988年，美國的霍爾丹教授在理論中提出一種「玩具模型」，可以實現無磁場的量子霍爾效應，此後近20年間有物理學家提出各種方案，但是實驗上未取得任何實質性進展。
為什麼？量子反常霍爾效應需要材料本身既具備磁性又是絕緣體，可由於磁體通常為導體，這是一個自相矛盾的要求。
轉折的契機出現在2005年，那一年，理論物理學家查爾斯·凱恩、張首晟等成功預言了一類叫拓撲絕緣體的新材料。這種內部是絕緣體、表面卻可以導電的神奇材料的「出現」，讓這個矛盾的要求有了實現的可能。據此，2008年，張首晟等理論物理學家又提出了一個大膽的假設：在拓撲絕緣體中引入磁性有可能實現量子反常霍爾效應。
「這是理論物理學家在山頂畫出的櫻桃，山頂有沒有櫻桃，沒人知道。」儘管一切都是未知，在好奇心的驅使下，薛其坤還是帶領團隊向這座科學高峰發起了進攻。那時的他一直有個念頭，「能不能像我們崇拜的科學家那樣，做點更大的、從0到1的成果」。
向著夢想全力奔跑，2012年底，薛其坤團隊用「分子束外延」方法，生長出了高質量的磁性拓撲絕緣體薄膜材料，最終看到了夢寐以求的實驗現象。這是世界範圍內，首次在實驗上觀測到量子反常霍爾效應！至此，量子霍爾效應家族最後一個神秘成員在實驗上被發現。
因為這項重要的科學發現，薛其坤三個字不再普通。他被視為凝聚態物理領域的傳奇人物，開始迎來人生的高光時刻。
為什麼是薛其坤團隊？
探尋成功密碼，除了勇攀科學高峰的勇氣，還要有尖端實驗技術和方法的長期積累。
製備一個同時擁有拓撲、絕緣、磁性三種特性的薄膜，這是實現量子反常霍爾效應的關鍵和前提。但是，在實際的材料中同時滿足上述三個要求是一個巨大的挑戰。打個形象的比喻，這就相當於要我們培養一個運動員，他既需要有短跑運動員的速度，又要有舉重運動員的力量，還要有花樣滑冰運動員的技巧，其中的艱難可想而知。
幸運的是，做了20多年分子束外延生長的薛其坤掌握了國際領先的技術儲備：2002年初，薛其坤等人曾開創過一個融合分子束外延設備、掃描隧道顯微鏡和角分辨光電子能譜三種實驗設備的超高真空聯合系統，該系統的發展和熟練運用，對拓撲絕緣體材料的精密控制起到重要作用。
薛其坤與學生們討論。（資料圖片）
不過，只有「金剛鑽」還不夠。馮硝，薛其坤的博士生，2008年秋季學期加入到研究團隊。她說，是面對困難不屈不撓的精神，讓他們在這場高手雲集的競技中領先一步。
實現量子反常霍爾效應的薄膜樣品只有5納米的厚度，相當於頭髮絲的十萬分之一，肉眼幾乎看不到。製備這種薄膜材料，需要將幾種元素用分子束外延法一層一層生長起來。但具體怎麼生長，幾種元素如何配比，結構如何搭建，都十分複雜精妙。
4年來，這樣的薄膜樣品，薛其坤團隊生長了1000多個，每一個樣品從生長到完成測試，至少需要三四天。生長、測試，失敗、改進，再生長、再測試……「在這一次又一次的重複實驗中，很多時候我們都是在不斷試錯。」馮硝感慨。
但更大的挑戰來自實驗目標的不確定性。2011年底，薛其坤帶領團隊終於製備出了兼具磁性、拓撲、絕緣三種特性的薄膜樣品。可很快，研究工作又陷入了停滯不前的狀態，大家有些動搖。
「從理論來看，當時我們能想到的所有問題似乎都解決了，但是實驗結果離最終的成功還非常遙遠。」回憶起2012年初最困難的那段時光，薛其坤團隊成員何珂說，那時大家都很焦慮，壓力很大，「因為研究時間比較長，付出了很多努力，非常擔心研究就此停滯不前」。
面對蔓延的負面情緒，薛其坤作為研究團隊的「大家長」，給大家講起了他人生中最難熬的那段日子：在日本留學期間，他一年中有七八個月想回家。因為聽不懂導師的指令，他經常受到導師嚴厲指責，導致導師和同學們一起做實驗時，他不敢碰儀器，只能在一邊怔怔地看。但為了給中國人爭口氣，他最終咬牙堅持了下來，並取得了一項重要的科研突破，這是日本東北大學近30年來最重要的一項成果。
「只要敢於正視困難，就沒有過不去的坎兒。」薛其坤為大家加油鼓勁。
事實上，在日本求學的那段經歷不僅磨練了薛其坤的意志，也讓其形成了「7-11」的作息，並一直堅持到現在。薛其坤的很多學生曾經較勁，「想趁著自己年輕，和薛老師比一比，看誰先到實驗室，誰最後一個離開」，但多年來幾乎沒人能贏。
「很多時候，大家一起從外地出差回來，已是晚上十一二點，他還堅持去實驗室，和大家討論實驗。」薛其坤對科學研究的這種持久不滅的熱情和努力，常常讓清華大學物理系教授王亞愚驚嘆不已。
這種超乎常人的勤奮，薛其坤的體會是「累並快樂著」。他說，科學探秘，就像偵探解謎一樣有趣，「從事科研這麼多年，我極其努力，也非常快樂」。
粗中有細 再攀科學高峰
瘦削的臉上架副眼鏡，無論對誰總是笑呵呵的，在同事眼中，「山東漢子」薛其坤平易近人、天生樂觀、性格豪爽。
「在薛其坤眼裡，幾乎就沒有什麼東西捨不得送人。」有位老師這樣感慨。
對此，王亞愚深有體會，「我們去國外開會，薛老師會拿自己的錢給學生髮零花錢。他手裡存不住東西，經常有哪個學生誇他的東西好，他當場就送給人家」。
在學生眼裡，導師薛其坤大部分時候和藹可親，會經常買些牛奶、夜宵、營養品「賄賂」他們，但若犯了錯，他也會狠狠地批評。
有一次，他像往常一樣去實驗室，恰巧碰到一位學生在電腦上瀏覽無關網頁，薛其坤頓時火冒三丈。「你們現在擁有這麼好的實驗條件，卻不知珍惜，這不只是在浪費自己的時間，也是在浪費科研資源！」說到激動處，薛其坤熱淚盈眶。
學生頭一次見他發這麼大的脾氣，卻也明白「薛老師這是生氣又心痛」。實驗室里，一些實驗儀器要在極低溫環境下運行，需要用到液氮和液氦。液氮的價格幾元一升，液氦則要幾百元一升，用薛其坤的話說，「你這台儀器是喝可樂的，你這台儀器是喝茅台的」。
在實驗技術與科研訓練中，薛其坤對學生們的要求更是近乎苛刻：對於實驗儀器要長年累月準確無誤地操作；寫論文，不能有標點符號錯誤。
這種追求極致的科研態度，薛其坤認為，是一個科研工作者不可或缺的品質。他常常對學生說，物理實驗的成功建立在紮實的基本功之上，如果沒有精湛的實驗技術和細緻操作，就很難取得重大的科研成果。
如今，在量子反常霍爾效應之後，薛其坤繼續享受著攀登科學高峰帶來的快樂。這次，他帶領團隊瞄準了兩個難題：一個是在更高的溫度下甚至室溫下嘗試觀測到量子反常霍爾效應，讓其走向實際應用；另一個是高溫超導機理。
他充滿期待地說：「如果我們把謎底揭開了，就有可能設計出高溫超導材料，在室溫下甚至更高溫度下實現超導，這將是對全人類的重要貢獻。」
來源： 新華社、經濟日報新聞客戶端（記者沈慧、李思雨）
監製：喬申穎 審核：杜秀萍
編輯：劉莉 校對：陳婧琳