您的墓碑上没留下一条公式,却留下了一张蓝图

2018年12月6日

国内多家媒体收到了来自丹华资本的邮件,

丹华资本创始合伙人著名华人科学家

张首晟已于12月1日去世。

您的墓碑上没留下一条公式,却留下了一张蓝图

张首晟教授一直在跟抑郁症作斗争,

其最终去世的原因是跳楼自杀,

当地警方证实了这一观点,

就此结案。

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也许提到张首晟的名字,很多人并不楚,但是在理论物理学界,却是无人不晓,听闻噩耗,学界无不扼腕叹息。

作为当今世界上的顶尖大脑,张首晟的研究成功可以说为整个科技行业的未来发展找到了方向,而张首晟本人的一生,不能说波澜壮阔,也是充满诗意。

你想在墓碑上写些什么?

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1963年,张首晟出生在上海,他没有出生在乱世里,却在乱世中度过了童年。那场持续十年的闹剧自不必讲,读书成了奢侈品,白天在学校,张首晟整日看着各种领袖语录和最高指示,晚上他就躲在老家幽暗的阁楼里,享受着珍贵的读书时光。每个人都有自己的“精神角落”,阁楼里的张首晟阅读着黑格尔,品味着达芬奇。人类最纯粹的智慧与艺术和文革气氛下的喧嚣构成了张首晟的童年。

从阁楼里走出来时已经是另一片天了,1976年文革结束,1977年恢复高考,15岁的张首晟在自学了两年高中课程后走进了高考的考场。那时是允许初中生参加高考的,但是如果没能考上,就会失去上高中的机会,张首晟愿意参加这场赌博,幸运的是他赌赢了。

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那一天的考场改变了很多人的一生,也包括张首晟,这一年的复旦校园里多了一位15岁少年的身影。张首晟从小就向往大学生活,在他的童年记忆中,校园生活并没有什么好的回忆,那时的学生每天都充满了奇怪的“热情”,像张首晟这样的书呆子当然是他们欺负的对象,大学生活不一样,大家平等交流,自由讨论,这让张首晟也慢慢发生着改变。他变得开朗了,在老师同学的陪伴下,一年之后,张首晟欣然接受了赴德留学的邀请。

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张首晟在德国的母校叫做【柏林自由大学】,那时的德国还是两大阵营分而治之,柏林墙还横亘在柏林中央,东边的学者们偷偷跑到西边创立了柏林自由大学,从校名到校训都彰显着他们对自由的向往。张首晟学习的专业是理论物理,他崇拜杨振宁,这位与爱因斯坦其名的科学巨匠将理论物理的研究带到了一个前所未有的境界。20世纪的欧洲是物理学研究的核心,张首晟在知识的海洋中畅游,如饥似渴,三年时间就完成了规定需要五年完成的课程。然而很快,张首晟就迎来了继高考之后人生的第二次重大抉择。

理论物理注定是一条孤独的路,它太超前了,很多东西研究出来也要许多年之后才能应用到生产生活当中,这还是幸运的,更多的人都默默无闻,终其一生只能成为后人的垫脚石。许多同学都改行了,张首晟也很是矛盾,这些日子来,他一直在迷茫中度过。

德国的夏天很美,张首晟决定搭便车周游德国。未知的旅程,张首晟把终点定在哥廷根大学。在哥廷根大学旁边有一片坟墓,这里埋葬着许多20世界

的物理学大师,物理学家们的墓碑上都没有墓志铭,只是刻上了他们生前最重要的研究成果,海森堡的墓碑上是测不准原理,玻恩的墓碑上是波函数,奥托哈恩的墓碑上是一道核反应公式。

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我们很难想象大师们的墓碑给当时的少年带来了多大的震撼,一个问题在19岁的张首晟心中升起:有一天当我死去,人们会在我的墓碑上刻上什么?是刻上我乏善可陈的一生,还是刻上一道公式,一则定理,它曾经改变了世界,并成为人类探索宇宙真理的一段前路?

张首晟选择了后者:“等我去世的时候能留下一道公式就够了。”

为科技发展,铺上一条“高速公路”

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张首晟本来希望的研究方向是大统一理论。众所周知,20世纪物理学有两颗明珠,一颗是相对论,它严格的控制着天体的运动,宇宙的演化,时间,空间和引力都在它的注视下一丝不苟的运行着。另一个就是量子力学,它是微观世界的霸主,它保护着亚原子级别的粒子无时无刻的疯狂涨落,它允许粒子以两幅面孔示人,允许随机成为我们世界运行的根本机制。这两套定理在微观和宏观尺度展现着不容置喙的准确性,但是致命的是,它们是不相容的。越来越多的证据表明,相对论和量子力学只是一套更加完备的理论在两种不同环境下的两种近似,而能把二者合一的理论便是【大统一理论】。这是爱因斯坦的毕生追求,也是杨振宁的主要研究方向。张首晟去找杨振宁,杨振宁却向他摆了摆手,他告诉张首晟,大统一理论虚无缥缈,前路未知,而凝聚态物理刚刚起步,发展飞快,这才是年轻人该研究的领域。杨老的建议也许让大统一理论的未来少了一位实力担当,但是却为凝聚态物理确确实实的带来了一位“最强大脑”。

1987年,张首晟博士毕业,此时的他已经在凝聚态物理领域崭露头角,锋芒初露。斯坦福大学物理系主任的朱棣文对他十分青睐。1993年,张首晟来到斯坦福大学任教,1996年年仅33岁的张首晟就被评为了斯坦福终身教授。从此,张首晟走上了人生的快车道。

2005年,张首晟发现了【量子自旋霍尔效应】,这是一种特殊的电子通道,在通常的电流流动过程中,电子会一窝蜂的通过导体,互相挤压碰撞产生热量,所以我们的用电器就会发热,这也是现代芯片技术发展的瓶颈。而量子自旋霍尔效应就没有这种问题,它在常温常磁环境下就能实现,电子通过自旋来传递电荷,等于是给电流开了一条“高速公路”,电流不再产生热量,不仅省去了能耗,更重要的是,人类从此可以突破散热瓶颈,研发更加精密,传输速度更快的电子芯片。

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然而量子自旋霍尔效应的实现需要特殊的材料,2006年,张首晟提出了【拓扑绝缘体】的材料实现方案。何为拓扑绝缘体?想象一个球体橡皮泥,你可以把它捏成一个碗,或者一个小人,我们说球和碗或者小人是“拓补等价”;而如果你想把它捏成一个圆环就必须在橡皮泥中间挖一个洞,或者把它首尾相粘,它们“拓补不等价”。

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在绝缘体里,电子的能级之间有“能隙”,任何绝缘体和真空都是拓补等价的。而拓补绝缘体则不同,它的内部和普通绝缘体一样,但是表面(边缘)部分是没有“能隙”的,也就是说拓补绝缘体的内部绝缘,而表面导电,在拓补绝缘体的表面就能实现“量子自旋霍尔效应”!!

这两项发现加在一起,就成为了人类芯片发展的唯一方向,在芯片越做越小,越来越难有进展的今天,张首晟成功解决了散热和传输速度两大老大难问题!

2007年,张首晟和其团队成功发现了一种拓补绝缘体材料,从此,各种赞誉纷至沓来。2010年获欧洲物理奖,2012年获美国物理学会Oliver Buckley奖,2012年荣获国际理论物理学中心狄拉克奖 ,2013年获物理前沿奖(Physics Frontier Prize),与著名物理学家霍金一起登台领奖。入选中国科学院外籍院士,2014年,荣获富兰克林奖……

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张首晟教授凭借着他的两项研究成果,真正的来到了人生巅峰。

最可贵的是要有好奇心伴随一生

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人们总是称张首晟无限接近诺贝尔奖,但是他却始终陪跑,就像文学界的村上村树,每年都呼声甚高,却从未得偿所愿。其实张首晟这些年确实离核心学术圈越来越远了。人们最近的一次听到他的新成果,就是去年他和其他两个团队发现的“天使粒子”。天使粒子这个名字媒体炒作的意味非常浓,可能是想让大家把它跟被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子产生联想,其实重要程度完全不能同日而语。

天使粒子即马约拉纳费米子,费米子是指有静止质量的基本粒子,自从标准模型提出以来,补完它一直是物理学家的梦想。天才物理学家狄拉克指出每一种基本粒子都有其对应的反粒子,而物理学家马约拉纳求出了一个特殊解,即反粒子就是其本身的费米子,这种理论预言但是从未被找到的费米子就是马约拉纳费米子。

这一次张首晟和其他科学家也并没有找到这种粒子,他们只是找到了一种在激发态下满足马约拉纳费米子特性的“准粒子”。这种发现并没有某些媒体渲染的那么厉害,自然也没在学界引起什么波澜。

张首晟说过:“对一个人来说,最可贵的是要有好奇心伴随一生。”他的好奇心或许已经不限于基础物理领域了。

金融危机后,西方国家的经济普遍低迷,而中国迅速崛起,成为带动全球经济复苏的重要力量。凭借强大的外汇储备,中国不断加大海外投资的力度。2013年5月,中关村发展集团前来斯坦福大学参观,张首晟作为校方代表,带领一行人参观了实验室,并重点介绍了斯坦福创业创新的文化。双方针对在中美之间搭建桥梁、通过投资来引进高新技术、加速产业升级的话题进行了深入的交流,并且很快达成合作意向。张首晟等待已久的契机终于出现,是时候系统的、有针对性的投资斯坦福的高科技项目了。于是,张首晟与其合伙人联合创办了丹华资本投资公司,专门投资斯坦福背景的企业。

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近些年来,张首晟的工作重心放在了商业和未来上,他投资新能源,AI技术,大数据,区块链…..他往返于世界各地,用自己的故事激励着年轻人们…..

杨振宁曾经对张首晟说:“科学定理应该像诗一样,用两句话就能表达复杂的情绪,E=mc^2,这样的公式是世界上最美的语言。”

当年19岁的张首晟在大师们的墓前正是被这一条条诗一样的公式感染,投身物理学,如今张首晟不幸离世,或许他没有留下一条公式,但是却留下了一张通往未来的蓝图!

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