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薛其坤认为，在仪器、材料和发现三个方面，仪器是研究工具、材料是研究对象、发现是研究目标，它们均可切分出“发明、拓展、应用”三个层次。他以自己带领团队首次在实验上观测到量子反常霍尔效应这项重大成果举例说，量子反常霍尔效应的实验发现，兼备了仪器的拓展、新材料的制备与新效应的发现，完整展现了科学研究在三个层次演变的全貌，这也表明，科学研究实际上是一个相互联系、相互促进的复杂过程。