薛其坤院士继屠呦呦后，能拿本土第二座诺奖吗？要知道量子霍尔效应已三获诺奖

随着10月5日今年首座诺贝尔奖——生理学或医学奖颁给美德3位科学家，诺奖“开奖周”开始了。10月6日晚间，诺贝尔物理学奖会不会有中国人的名字上榜？

新华社照片，斯德哥尔摩，2025年10月7日 瑞典皇家科学院7日宣布，三名科学家因在量子力学领域的贡献获2025年诺贝尔物理学奖。 新华社记者 彭子洋 摄

颁奖前各种预测中，中国物理学家、南方科技大学校长薛其坤院士呼声较高。他能不能继2015年屠呦呦获奖之后，在本土拿下第二座自然科学诺奖？其中关键因素，要看他作为“量子反常霍尔效应”发现者的标志性成就，能否获奖。要知道，此前诺贝尔奖已向与此相关的“霍尔效应”发了3次奖。

新华社照片，北京，2026年7月6日 图为薛其坤与研发团队在实验室进行高温超导研究（资料照片）。

【在最近40年诺奖榜上，各种量子霍尔效应正当红】

事实上，从“霍尔效应”到“量子霍尔效应”再到“量子反常霍尔效应”，它们的理论预见与实验证据，历经140多年都已找到确切答案，而在最近40多年间屡获诺奖。

早在1879年，美国科学家埃德温·霍尔（Edwin Hall）在研究金属的导电机制时发现，给一块导体施加电流，以及一个垂直于电流方向的磁场，就会产生“霍尔电压”，该效应被称为“霍尔效应”。根据霍尔效应原理制成的霍尔传感器，在速度传感等方面至今应用广泛。

直至1980年初，德国物理学家K. von Klitzing在研究二维电子系统的“霍尔电阻”时，发现极低温和强磁场的极端条件下，样品的霍尔电阻出现了一系列量子化的平台，并且纵向电阻会相应呈现出“零电阻态”。这一现象，被称之为“整数量子霍尔效应”。

后来，理论物理学家意识到，必须利用数学中的拓扑理论，将拓扑的概念引入物理研究，才能完整理解这样的整数量子霍尔效应，由此开启了拓扑物理研究时代。而整数量子霍尔效应，也成为人类发现的第一种拓扑量子物态。

有意思的是，有整数还有分数的量子霍尔效应。通常，真空中的电子总是带整数的电荷数，不可能出现带分数的电荷。然而，在后来成为惊人发现的“分数量子霍尔效应”中，一个电子可以分裂成3份，每个都带着1/3电荷。上海交大物理与天文学院副教授李听昕解释称，分数量子霍尔效应是本质上不同于整数量子霍尔效应的强关联量子物态，是一种奇异的量子流体，成为拓扑量子计算的重要候选方案之一。

万物或有正反两面，有正常效应，就可能有反常效应。美国理论物理学家邓肯·霍尔丹（D. Haldane）在1988年通过计算得出：零磁场条件下的整数量子霍尔效应，同样可以出现，这在后来被称作：“量子反常霍尔效应”。这一理论工作其实进一步解释了量子霍尔效应的深层机制，也是其荣获2016年诺贝尔物理学奖的代表性工作之一。

李听昕（右）在李所作学术报告。徐瑞哲 摄

【用实验物理证实，薛其坤等中国科学家“兑现”诺奖理论】

至此，从整数量子霍尔效应（1985年）到分数量子霍尔效应（1998年），量子霍尔效应先后获得了3次诺奖。需要注意的是，19世纪霍尔最初发现的经典霍尔效应本身并未获奖，获奖的都是后来在此基础上发现的量子霍尔效应。

那么，诺奖的理论尤其是预见性理论，如何“兑现”？薛其坤的最大贡献就在于，2013年《科学》杂志报道，由这位清华大学教授领衔的实验团队，首次在实验中观察到“整数量子反常霍尔效应”，并被杨振宁评价为：“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。”

这一研究成果，后来荣获2018年国家自然科学一等奖。薛其坤院士本人，之后也成为2023年度国家最高科学技术奖获得者。

值得一提的是，中国人在实验物理研究中，近年还证实了零磁场条件下的分数量子霍尔效应，即“分数量子反常霍尔效应”。2023年诺奖季之前，上海交大李听昕、刘晓雪这对青年教师夫妇，在李政道研究所发布通过实验直接观测到分数量子反常霍尔效应存在的确凿证据。当时，薛其坤院士也通过视频发言，“特别向小李教授、小刘教授表示祝贺。”

2026诺贝尔物理学奖倒计时之际，最新“预言”表明：被学界称为"诺奖风向标"的科睿唯安（Clarivate）2026年度“引文桂冠奖”（CitationLaureates）公布，在这份22人名单上，薛其坤因“量子反常霍尔效应的实验观测”入选物理学组。历史上，这一由科睿唯安基于论文引用数据筛选而出的奖项，自2002年设立以来，约89位引文桂冠的得主之后均获诺奖，“大奖转化率”在18%左右。

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