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物理學(xué)家名人故事:張首晟_3000字

泰斗級(jí)物理學(xué)家楊振寧曾經(jīng)這樣評(píng)價(jià)自己的學(xué)生張首晟:“他獲得諾貝爾獎(jiǎng)只是時(shí)間問(wèn)題?!?br/>在此之前,張首晟已經(jīng)在2010年獲歐洲物理獎(jiǎng),2012年獲美國(guó)凝聚態(tài)物理最高獎(jiǎng)奧利弗巴克利獎(jiǎng),2012年獲得狄拉克獎(jiǎng),2014年獲美國(guó)富蘭克林獎(jiǎng),諾獎(jiǎng)也被提名候選人。
過(guò)去的2017年,張首晟團(tuán)隊(duì)又公布出了新的研究進(jìn)展,發(fā)現(xiàn)了正反同體的天使粒子——Majorana費(fèi)米子,要知道,為了尋找這一神秘粒子,整個(gè)國(guó)際物理學(xué)界已經(jīng)花費(fèi)了80年的時(shí)間,天使粒子的發(fā)現(xiàn)或?qū)榱孔佑?jì)算帶來(lái)革命性影響,從基本科學(xué)發(fā)現(xiàn)到技術(shù)應(yīng)用的時(shí)間進(jìn)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(guó),高考中斷,各類勞動(dòng)鍛煉侵占了課堂,黃浦江邊亦未能幸免,很多知識(shí)分子的命運(yùn)開(kāi)始跌宕起伏,偶爾讀一本外國(guó)書(shū)都可能會(huì)被認(rèn)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(duì)于幼年張首晟來(lái)說(shuō)那是一處奇妙之地,是沒(méi)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(cè),類似《西方哲學(xué)史》、《西方藝術(shù)概論》等書(shū)籍也是不一而足,從康德到黑格爾,從達(dá)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(diǎn)亮。
白天在教室里學(xué)習(xí)各類印著領(lǐng)袖語(yǔ)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(shū),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(hào)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(guò)青蔥歲月,汲取知識(shí)的營(yíng)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(chǎng)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(shū),數(shù)學(xué)物理化學(xué)等一應(yīng)俱全,沒(méi)想到就靠這套書(shū)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(gè)區(qū)僅限10個(gè)名額,還要通過(guò)預(yù)賽后方能獲得高考資格。張首晟不僅順利過(guò)關(guān),還如愿以償拿到了復(fù)旦大學(xué)的錄取通知書(shū),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(shuō)。
到了復(fù)旦,少年大學(xué)生張首晟幾乎沒(méi)有遲疑地選擇了物理系。只因?yàn)椤俺踔袝r(shí),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(jiǎng),為中華民族爭(zhēng)了一口氣。大學(xué)時(shí)選擇理論物理專業(yè),就是沖著他們的榜樣力量?!碑?dāng)然,此時(shí)張首晟還不知道,他以后會(huì)與楊振寧有一場(chǎng)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(guó)柏林大學(xué)深造,張首晟成績(jī)優(yōu)異,已被學(xué)校列入留德學(xué)生的內(nèi)定人選,經(jīng)過(guò)德語(yǔ)培訓(xùn)之后,1980年,沒(méi)有高中文憑也還沒(méi)大學(xué)文憑的張首晟就這樣踏上了留學(xué)德國(guó)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(lái)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(duì)應(yīng),張首晟就在柏林自由大學(xué)里就讀。那一批出國(guó)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(shí)間就完成了學(xué)業(yè),要知道一般人都要花五到七年的時(shí)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(lái)要干什么?
1981年的一個(gè)暑假,沒(méi)有方向的他踏上了當(dāng)時(shí)頗為流行的搭便車之旅,借著免費(fèi)的順風(fēng)車環(huán)繞了德國(guó)一周。一天,張首晟來(lái)到哥根廷大學(xué)附近的一片墓地,很多德國(guó)著名物理學(xué)家長(zhǎng)眠于此,每個(gè)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(cè)不準(zhǔn)原理的公式,馬克斯玻恩是其對(duì)波函數(shù)概率的一個(gè)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(gè)樸素的墓碑,一個(gè)簡(jiǎn)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(xiàn)給物理學(xué)研究,特別是理論物理學(xué)的研究?!?br/>從柏林自由大學(xué)畢業(yè)后,張首晟被美國(guó)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(méi)有建議他從事統(tǒng)一場(chǎng)論和基本粒子的研究,而是希望他研究凝聚態(tài)物理,此時(shí)的凝聚態(tài)物理還是尚待開(kāi)發(fā)的全新領(lǐng)域,雖然抱有疑問(wèn),但他還是聽(tīng)從了老師的建議。而在今天看來(lái),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(zhǎng)遠(yuǎn)目光,同時(shí),楊振寧帶領(lǐng)張首晟進(jìn)入了新的科研境界。
楊振寧曾教導(dǎo)他說(shuō):“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(shī)句?!?br/>1987年,孤身出國(guó)7年后,張首晟終于獲得了博士學(xué)位。畢業(yè)后他并沒(méi)有立刻去申請(qǐng)教職,而是去了IBM做高級(jí)研究員,此時(shí)他在半導(dǎo)體領(lǐng)域已經(jīng)頗有建樹(shù),也受到了當(dāng)時(shí)為斯坦福大學(xué)物理系主任、美國(guó)第12任能源部部長(zhǎng)朱棣文的賞識(shí)。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(píng)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(lái)提出的兩項(xiàng)研究成果:拓?fù)浣^緣體理論的材料實(shí)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(fèi)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(jì)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(gè)簡(jiǎn)單的比喻來(lái)解釋它復(fù)雜的原理?!半娮釉谛酒系倪\(yùn)動(dòng),就像汽車在集市里行駛,汽車對(duì)碰撞產(chǎn)生熱量,正如電子之間碰撞發(fā)熱一樣”;而“拓?fù)浣^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(yùn)行,從而不會(huì)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(huì)大幅提高,這有望真正催生和普及應(yīng)用量子計(jì)算機(jī)。
由于張首晟在理論預(yù)言和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn),之后連續(xù)收割了一波殊榮。2010年榮獲歐洲物理獎(jiǎng),2011年,榮膺美國(guó)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(yù)“奧利弗巴克利獎(jiǎng)”和國(guó)際理論物理學(xué)領(lǐng)域最高獎(jiǎng)“狄拉克獎(jiǎng)”,2014年獲美國(guó)富蘭克林獎(jiǎng),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(xiǎn)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(jì)算機(jī)系的副教授,和張首晟是同事兼鄰居。5年后,VMWare被EMC收購(gòu),后來(lái)又在紐交所上市,如今市值已超過(guò)500億美元,這筆投資給張首晟帶來(lái)了上百倍的回報(bào)。
有了成功的投資經(jīng)驗(yàn),張首晟發(fā)現(xiàn)從斯坦福大學(xué)出來(lái)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(lái)做投資,專注于從斯坦福大學(xué)出來(lái)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(gè)圈子里,投資方向涉及大數(shù)據(jù)、企業(yè)智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、機(jī)器人、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、金融技術(shù)、生物技術(shù)等多個(gè)高增長(zhǎng)的新興領(lǐng)域,享譽(yù)硅谷?!暗ぁ币鉃樗固垢#A則取自中華,表達(dá)了自己立足斯坦福創(chuàng)新科技研究和投資之外,還有報(bào)效祖國(guó)的心愿,搭建中美之間高新技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)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(shì),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(huì)最需要的。
張首晟喜歡用第一性原理做風(fēng)投:簡(jiǎn)單(simplicity),普適(universality),許多躊躇滿志的ceo對(duì)他侃侃而談自己的項(xiàng)目如何厲害時(shí),調(diào)查報(bào)告顯示份額可以有多大時(shí),張首晟往往會(huì)提出怪要求——請(qǐng)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(duì)項(xiàng)目、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)的清晰的理解和認(rèn)識(shí),估算出市場(chǎng)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的數(shù)量級(jí),展示自己的邏輯。
“這其實(shí)有點(diǎn)像我們做物理研究,更習(xí)慣于在黑板前,用自己的知識(shí)和思維角度得到自己的答案?!睆埵钻烧f(shuō),如果這位經(jīng)受考驗(yàn)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(shuō),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(xiǎn)投資,這個(gè)事聽(tīng)上去還是風(fēng)牛馬不相及,但是對(duì)于張首晟來(lái)說(shuō),無(wú)非是要證明一個(gè)公式:成功的斯坦福創(chuàng)業(yè)公司=優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)+創(chuàng)新性技術(shù)或商業(yè)模式+廣闊市場(chǎng)。他認(rèn)為“大道至簡(jiǎn)”是真理的共通點(diǎn),用科學(xué)的理念來(lái)帶動(dòng)投資也是一項(xiàng)歷史使命,跟科學(xué)家的身份并不矛盾。
“如果將整個(gè)人類知識(shí)看成一棵大樹(shù),那它現(xiàn)在是在非常豐茂地成長(zhǎng),這是非??上部删吹模坏撬幸粋€(gè)缺點(diǎn),枝與枝之間距離會(huì)越來(lái)越遠(yuǎn)。所以我們想在某個(gè)領(lǐng)域有作建樹(shù),成為一個(gè)專家,須非常專注于該領(lǐng)域,這樣確實(shí)對(duì)整個(gè)大樹(shù)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(wèn)題,并在任何表面現(xiàn)象中進(jìn)行思考和抽象,這對(duì)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(gè)量子的世界,即量子的一個(gè)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(dá)到這種境界,那就是你在同時(shí)做時(shí)所創(chuàng)造的價(jià)值比做每一件事都來(lái)得高,并且可以把每件事做得更好?!?br/>他說(shuō),未來(lái)年輕人的機(jī)會(huì)將更多出現(xiàn)在融合領(lǐng)域。

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