物理學(xué)家名人故事：張首晟_3000字

泰斗級物理學(xué)家楊振寧曾經(jīng)這樣評價自己的學(xué)生張首晟：“他獲得諾貝爾獎只是時間問題?！?br/>在此之前，張首晟已經(jīng)在2010年獲歐洲物理獎，2012年獲美國凝聚態(tài)物理最高獎奧利弗巴克利獎，2012年獲得狄拉克獎，2014年獲美國富蘭克林獎，諾獎也被提名候選人。
過去的2017年，張首晟團隊又公布出了新的研究進展，發(fā)現(xiàn)了正反同體的天使粒子——Majorana費米子，要知道，為了尋找這一神秘粒子，整個國際物理學(xué)界已經(jīng)花費了80年的時間，天使粒子的發(fā)現(xiàn)或?qū)榱孔佑嬎銕砀锩杂绊?，從基本科學(xué)發(fā)現(xiàn)到技術(shù)應(yīng)用的時間進一步縮短。
所以今天的故事主角是張首晟。
1963年，張首晟出生于上海，那是記憶里的紅色年代，3年后的文革大潮席卷了中國，高考中斷，各類勞動鍛煉侵占了課堂，黃浦江邊亦未能幸免，很多知識分子的命運開始跌宕起伏，偶爾讀一本外國書都可能會被認為是走資派，打倒批判。
張家在靜安區(qū)的祖屋有一處閣樓，對于幼年張首晟來說那是一處奇妙之地，是沒被紅色浪潮拍打的自由空間。張首晟在閣樓里發(fā)現(xiàn)了爺爺輩兒的大學(xué)畢業(yè)文憑，伯父的大學(xué)畢業(yè)年冊，類似《西方哲學(xué)史》、《西方藝術(shù)概論》等書籍也是不一而足，從康德到黑格爾，從達芬奇到羅丹，從楊振寧到李政道，從藝術(shù)到科學(xué)，不一樣的啟蒙教育在閣樓里點亮。
白天在教室里學(xué)習(xí)各類印著領(lǐng)袖語錄和最高指示的課本，回到家里，則一頭扎在閣樓閱讀各類怪書，這是張守晟童年記憶里最幸福的事。十年光陰，上海灘上一批又一批青年響應(yīng)偉大領(lǐng)袖的號召，去更廣闊的天地里自我改造，張首晟則在沉靜緘默的閣樓里度過青蔥歲月，汲取知識的營養(yǎng)，向往大學(xué)的生活。
轉(zhuǎn)眼到了1976年，閣樓外的世界正在醞釀一場全新變革，未雨綢繆的父親給13歲的張首晟買了一套高中自學(xué)教科書，數(shù)學(xué)物理化學(xué)等一應(yīng)俱全，沒想到就靠這套書他就自學(xué)成才了。
1978年的高考，是文革后恢復(fù)高考第一屆，上海允許初中畢業(yè)生直接參加高考，每個區(qū)僅限10個名額，還要通過預(yù)賽后方能獲得高考資格。張首晟不僅順利過關(guān)，還如愿以償拿到了復(fù)旦大學(xué)的錄取通知書，成了別人眼里的天才。
“我的初中學(xué)校很差，如果按部就班再讀普通高中，也許結(jié)果就和今天不一樣了，人生的成就總是跟你一些十字路口上的選擇有關(guān)?！睆埵钻苫貞浾f。
到了復(fù)旦，少年大學(xué)生張首晟幾乎沒有遲疑地選擇了物理系。只因為“初中時，在很封閉的情況下，我們都知道楊振寧、李政道獲得諾貝爾獎，為中華民族爭了一口氣。大學(xué)時選擇理論物理專業(yè)，就是沖著他們的榜樣力量。”當(dāng)然，此時張首晟還不知道，他以后會與楊振寧有一場師生緣分。
天才的人生總是不同尋常，在復(fù)旦的第一學(xué)期剛結(jié)束，一日，張首晟正在宿舍里自習(xí)，班主任突然上門，告知他將被選派前往德國柏林大學(xué)深造，張首晟成績優(yōu)異，已被學(xué)校列入留德學(xué)生的內(nèi)定人選，經(jīng)過德語培訓(xùn)之后，1980年，沒有高中文憑也還沒大學(xué)文憑的張首晟就這樣踏上了留學(xué)德國的旅程。
80年代冷戰(zhàn)之下的柏林墻還高高聳立著，東邊的柏林大學(xué)有一些師生為了自由而翻墻來到西柏林，建立了柏林自由大學(xué)，與東柏林的老柏林大學(xué)遙相對應(yīng)，張首晟就在柏林自由大學(xué)里就讀。那一批出國留學(xué)的孩子都很刻苦，加上自身的天分，張首晟花了三年時間就完成了學(xué)業(yè)，要知道一般人都要花五到七年的時間才能畢業(yè)。
盡管學(xué)業(yè)有成，但理論物理就業(yè)前途較窄，留學(xué)期間，年輕的張首晟也一度陷入迷惘，未來要干什么？
1981年的一個暑假，沒有方向的他踏上了當(dāng)時頗為流行的搭便車之旅，借著免費的順風(fēng)車環(huán)繞了德國一周。一天，張首晟來到哥根廷大學(xué)附近的一片墓地，很多德國著名物理學(xué)家長眠于此，每個人的墓碑上，墓志銘都鐫刻著其生前發(fā)現(xiàn)的一道公式。如Heisenberg的墓志銘是Heisenberg測不準(zhǔn)原理的公式，馬克斯玻恩是其對波函數(shù)概率的一個分析，Otto Hahn的墓碑上是一道核反應(yīng)公式······
張首晟被深深地震撼了：“一個樸素的墓碑，一個簡單而普適的公式，這才是人生最高境界，這些公式與全人類同在。從此之后，我決定要把自己畢生的精力貢獻給物理學(xué)研究，特別是理論物理學(xué)的研究。”
從柏林自由大學(xué)畢業(yè)后，張首晟被美國紐約州立大學(xué)石溪分校錄取，如愿以償師從自己的偶像楊振寧。張首晟很興奮地向楊振寧闡述自己的學(xué)術(shù)構(gòu)想，出乎意料的是，導(dǎo)師楊振寧并沒有建議他從事統(tǒng)一場論和基本粒子的研究，而是希望他研究凝聚態(tài)物理，此時的凝聚態(tài)物理還是尚待開發(fā)的全新領(lǐng)域，雖然抱有疑問，但他還是聽從了老師的建議。而在今天看來，凝聚態(tài)物理在物理學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展得最快，這也體現(xiàn)了楊振寧三十年前的長遠目光，同時，楊振寧帶領(lǐng)張首晟進入了新的科研境界。
楊振寧曾教導(dǎo)他說：“在最高的境界上，科學(xué)跟藝術(shù)，科學(xué)跟美，主觀、客觀是統(tǒng)一在一起的，F(xiàn)=ma、E=mc就是描寫大自然的最美麗的詩句?！?br/>1987年，孤身出國7年后，張首晟終于獲得了博士學(xué)位。畢業(yè)后他并沒有立刻去申請教職，而是去了IBM做高級研究員，此時他在半導(dǎo)體領(lǐng)域已經(jīng)頗有建樹，也受到了當(dāng)時為斯坦福大學(xué)物理系主任、美國第12任能源部部長朱棣文的賞識。于是1993年他就到了斯坦福任教，1996年年僅33歲的張首晟被評為了斯坦福終身教授。
當(dāng)然，讓張首晟名聲大噪的還是他后來提出的兩項研究成果：拓撲絕緣體理論的材料實現(xiàn)方案和量子自旋霍爾效應(yīng)，以及最新發(fā)現(xiàn)的天使粒子——Majorana費米子。這是些什么東東外行人并不好理解，我們只需要知道這都是量子計算領(lǐng)域最前沿的材料和量子規(guī)律研究。
張首晟曾用一個簡單的比喻來解釋它復(fù)雜的原理。“電子在芯片上的運動，就像汽車在集市里行駛，汽車對碰撞產(chǎn)生熱量，正如電子之間碰撞發(fā)熱一樣”；而“拓撲絕緣體”為電子搭建了高速公路，讓他們能夠在一條一條的單行道上運行，從而不會相互碰撞和產(chǎn)生熱量。如果用這類材料制造的電子設(shè)備，性能會大幅提高，這有望真正催生和普及應(yīng)用量子計算機。
由于張首晟在理論預(yù)言和實驗觀測領(lǐng)域的開創(chuàng)性貢獻，之后連續(xù)收割了一波殊榮。2010年榮獲歐洲物理獎，2011年，榮膺美國藝術(shù)與科學(xué)院院士，2012年他先后獲得凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的最高榮譽“奧利弗巴克利獎”和國際理論物理學(xué)領(lǐng)域最高獎“狄拉克獎”，2014年獲美國富蘭克林獎，當(dāng)初的閣樓少年已然成為了業(yè)界舉足輕重的華裔理論物理學(xué)家。
然而，人生不止于此，張首晟還有另一重身份是硅谷知名的風(fēng)險投資家。斯坦福大學(xué)有著悠久的創(chuàng)業(yè)傳統(tǒng)，張首晟也深受學(xué)校濃厚創(chuàng)業(yè)氛圍的影響。他在斯坦福大學(xué)任創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師，幫助多位學(xué)生創(chuàng)辦公司，并作為天使投資人，成功的投資了VMware。VMware的創(chuàng)始人Mendel Rosenblum是斯坦福計算機系的副教授，和張首晟是同事兼鄰居。5年后，VMWare被EMC收購，后來又在紐交所上市，如今市值已超過500億美元，這筆投資給張首晟帶來了上百倍的回報。
有了成功的投資經(jīng)驗，張首晟發(fā)現(xiàn)從斯坦福大學(xué)出來的創(chuàng)業(yè)公司，成功率比一般的創(chuàng)業(yè)公司高很多。他不禁想到：“何不系統(tǒng)地來做投資，專注于從斯坦福大學(xué)出來的創(chuàng)業(yè)公司呢?”
于是幾經(jīng)思考，2013年9月，張首晟創(chuàng)立了丹華資本，如今擁有數(shù)億美元的基金規(guī)模，更多專注在斯坦福和硅谷這個圈子里，投資方向涉及大數(shù)據(jù)、企業(yè)智能、虛擬現(xiàn)實、人工智能、機器人、移動互聯(lián)網(wǎng)、金融技術(shù)、生物技術(shù)等多個高增長的新興領(lǐng)域，享譽硅谷?！暗ぁ币鉃樗固垢?，而華則取自中華，表達了自己立足斯坦福創(chuàng)新科技研究和投資之外，還有報效祖國的心愿，搭建中美之間高新技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)聯(lián)動的橋梁。
此外，用科學(xué)的眼光搞投資也成為張首晟和丹華資本的一大優(yōu)勢，他們走在科研領(lǐng)域的最前沿，看到的科學(xué)潛力是別的投資家所看不到的，這種本領(lǐng)卻恰恰是當(dāng)下社會最需要的。
張首晟喜歡用第一性原理做風(fēng)投：簡單（simplicity），普適（universality），許多躊躇滿志的ceo對他侃侃而談自己的項目如何厲害時，調(diào)查報告顯示份額可以有多大時，張首晟往往會提出怪要求——請關(guān)掉ppt，走到黑板前，不要背第三方調(diào)研的數(shù)據(jù)，而是憑借自己對項目、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)的清晰的理解和認識，估算出市場等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的數(shù)量級，展示自己的邏輯。
“這其實有點像我們做物理研究，更習(xí)慣于在黑板前，用自己的知識和思維角度得到自己的答案?！睆埵钻烧f，如果這位經(jīng)受考驗的CEO可以做到，那將非常加分，跨界的視野看世界，科研和教育同樣有幫助，據(jù)說，他也用類似的辦法選自己的學(xué)生。
從高冷的科學(xué)精神到充滿金錢與欲望的風(fēng)險投資，這個事聽上去還是風(fēng)牛馬不相及，但是對于張首晟來說，無非是要證明一個公式：成功的斯坦福創(chuàng)業(yè)公司=優(yōu)秀團隊+創(chuàng)新性技術(shù)或商業(yè)模式+廣闊市場。他認為“大道至簡”是真理的共通點，用科學(xué)的理念來帶動投資也是一項歷史使命，跟科學(xué)家的身份并不矛盾。
“如果將整個人類知識看成一棵大樹，那它現(xiàn)在是在非常豐茂地成長，這是非?？上部删吹?；但是它有一個缺點，枝與枝之間距離會越來越遠。所以我們想在某個領(lǐng)域有作建樹，成為一個專家，須非常專注于該領(lǐng)域，這樣確實對整個大樹的豐茂有益處，但就不能看出枝和枝之間的距離，所以我們還是需要尋根。如果你一直用尋根的辦法思考問題，并在任何表面現(xiàn)象中進行思考和抽象，這對你做任何事都很有幫助?！?br/>在張首晟的眼里，真正完美的世界是一個量子的世界，即量子的一個粒子可以百分之百平行去做兩件事情。
“量子的世界是平行的，我想人生也可以達到這種境界，那就是你在同時做時所創(chuàng)造的價值比做每一件事都來得高，并且可以把每件事做得更好?！?br/>他說，未來年輕人的機會將更多出現(xiàn)在融合領(lǐng)域。