2015年1月8日，国科大科学前沿进展名家系列讲座迎来了2014至2015学年秋季学期的第12讲，也是最后一讲。本次讲座由该系列讲座的召集人，中国科学院大学副校长高鸿钧院士主讲。讲座原定题目是“凝聚态物理前沿研究与未来量子器件”，在正式讲座中更改为“从‘一个小男孩和他的原子’谈起”。
高鸿钧首先对本系列讲座进行了总结。本系列讲座水平之高、机会之难得国际少有、国内绝无仅有。迄今为止，各位主讲人都是国际顶级科学家。对于大一的同学，即使不能完全听懂也会有收获，可以拓宽知识面,接触科学前沿，从而产生灵感。建议同学们坚持听、用心听，并进行总结。总结没有固定形式，内容可涉及从讲座中得到的知识、体会或收获，可以对几次讲座分别撰写，也可以就某点感兴趣的问题查找资料撰写报告。成绩的评定相对宽松，鼓励同学发挥特长特点。下学期本系列讲座仍会是本科生必修的核心课程，内容上会适度深入。
正式进入讲座的论述的话题，高鸿钧从《一个小男孩和他的原子》这部号称世界上最小的微型电影谈起。这部短短不到三分钟的的小电影像是一段简单的Flash，看起来并没有什么引人注目的地方，然而它背后隐藏着十分复杂的科学背景。该电影由IBM研究中心制作，利用扫描隧道显微镜（STM）在铜表面操纵原子，逐帧记录共二百余幅画面，拼接成这部电影。借着微电影，高鸿钧带领同学们步入纳米级的世界。
高鸿钧首先从操纵原子的意义说起，解释了我们可以构造尺寸为纳米级的功能性结构，从而构造出我们需要的未来功能性量子器件。随后，他引出了理查德·费曼的预言：“There is plenty of room at the bottom.”（在物理世界最基本的原子和分子的层次还大有可为）物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物质的可能性，人类一旦掌握了对原子逐一实行控制的技术后，能按自己的愿望人工合物质的日子就不远了。随着费曼的预言，微电子技术兴起了。高鸿钧向同学们介绍了四代计算机的发展历史，阐释了微电子技术通过引领计算机技术的革命对人类社会产生的巨大影响，以及现如今摩尔定律对纳米器件的限制，他介绍了富勒烯、碳基纳米材料的研究热潮，提出了有关石墨烯材料制备的难题。接下来他向同学们介绍了已有的3种制备方法，但这3种方法都不适用于实际。他领导的团队在该方面取得了突破性的进展：首先在钌单晶上生长出大面积、高质量的石墨烯，接着通过加热、退火的方法使石墨烯材料放在硅材料上。这样世界领先的突破性进展令同学们精神为之一振。
提问阶段，高鸿钧对同学们提出的疑问进行了细致耐心地回答。针对王溪同学提出的问题，他谦虚谨慎地说自己尚不能回答这一问题，需要进一步的研讨。同时赞赏了他提出的问题，鼓励同学们提出让导师也无法直接回答的问题，只有这样才能有更多的创造性突破。
科学前沿进展名家系列讲座正是作为一个扩展学生知识面，给予学生更多灵感的媒介。相信该系列讲座在下一学期能够举办的越来越好。
主讲人简介：
高鸿钧, 男，1963年生，1994年北京大学获理学博士学位，中国科学院院士，第三世界科学院院士，中国科学院大学副校长（兼物理科学学院院长）。美国Appl. Phys. Lett. 杂志副主编和多个国际学术刊物编委，曾任国际纳米科学委员会主席等。
高鸿钧与合作者自上世纪九十年代初以来，系统研究了纳米量子系统的构造与物性，取得了一系列具有国际前沿水平的工作。特别是量子结构的相变及其在超高密度信息存储中的应用研究，自上世纪九十年代以来，一直居国际前沿。十几年来，连续被Science News, Nature, Nature Materials，美国物理学会Phys. Rev. Focus和美国能源部Weekly Report等进行研究亮点报道，“这是国际上首次在单个分子极限水平上实现的电导转变”；他们在国际上首次实现了在单个分子层次单自旋量子态的可逆控制及其超高密度的量子信息存储，这在量子信息存储与计算中具有潜在的巨大应用前景。
高鸿钧及其研究团队的相关研究成果两次获得了由两院院士推选的“中国十大科技进展/新闻” ，发表SCI论文300余篇，在国际/国内重要会议上作大会报告和邀请报告80余次。在国际上，他荣获了德国“洪堡研究奖”，第三世界科学院“物理奖”，全球华人物理学会“亚洲成就奖”。在国内，他获得了“中国科学院杰出科技成就奖”，“何梁何利科学与技术进步奖”，国家自然科学二等奖，第七届中国青年科技奖等荣誉或奖励。
延伸阅读：
“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月，是中国科学院大学为首批本科生开设的必修课程，同时欢迎研究生和教职工参加，由中国科学院大学本科部主办，讲座召集人为高鸿钧院士(hjgao@ucas.ac.cn)。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机六个专业，邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展，让学生在本科第一学年了解不同学科的科研方向和主要进展，拓宽学生的学术视野，为他们最终选择学科专业和专业方向提供更丰富的判断依据。（来源：国科大记者团 作者：文/刘孜铭 图/刘悦）
