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华裔物理学家张首晟:骄子陨落 长期跟抑郁症作斗争

来源: 南方日报网络版     时间: 2018-12-14 18:30:16
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   华裔物理学家张首晟:骄子陨落 长期跟抑郁症作斗争

  

  他热爱物理学中的美,喜爱作诗和演讲

  他玩跨界创办投资公司并涉足区块链

  最终因抑郁意外离世

  张首晟:骄子陨落

  《中国新闻周刊》记者/杨智杰 李明子

  本文首发于总第881期《中国新闻周刊》

  2006年的某一天,张首晟开车载着爱徒祁晓亮与好友戴希到IBM实验室开会。行至附近山顶,张首晟停下车,看着山下正野蛮生长的硅谷,对车里的两个同行人说:“人生要做一点大事,要追求从根本上解决问题的理论和彻底颠覆游戏规则的技术,而不是在旧框架里修修补补。”

  当时,年仅43岁的张首晟,已经当了11年的斯坦福大学物理系终身教授,并因开创拓扑绝缘体领域,在科学界名声大振。祁晓亮不会想到,自己老师的野心与豪情,并不仅仅止于科学界。数年后,他发起的丹华资本成为硅谷华人圈的明星投资公司,他还涉足区块链,坚信区块链技术将使人类社会变得更加美好。

  对自己的这名学生,杨振宁曾经预言,“获得诺贝尔奖只是时间问题”。然而,在一切愿望成真前,张首晟的生命烛火熄灭了。

  美国时间12月1日,美籍华裔物理学家、斯坦福大学终身教授、美国科学院院士、中科院外籍院士张首晟教授去世,终年55岁。他的家人对此发表声明:在与抑郁症顽强对抗后,我们敬爱的首晟上周六意外离世。

  很快,“阴谋论”开始在互联网上酝酿,人们将近期发生的一连串事件联系起来。据报道,在此之前的11月20日,美国贸易代表办公室更新的《301调查报告》中,曾点名张首晟创办的丹华资本。

  12月8日,张首晟的家庭发言人Sean McCormack向《中国新闻周刊》证实,张首晟于12月1日在旧金山死亡,目前没有警方的死亡调查报告,张首晟也并未受到FBI的调查。

  无论是出席隆重的颁奖仪式还是拍摄丹华资本的宣传照,张首晟总是身穿深色西装外套配米色卡其布裤子,流露出一丝举重若轻之意。他身材高挑,头发浓密,眼睛不大,但是弯弯的,仿佛总在微笑。然而,这温和、并不张扬的外表包裹着的,却是一个意气风发、积极进取的灵魂。

  诺奖期待下的明星学者

  2014年秋天的一场大雨来临前,地产大亨潘石屹终于等到他的节目嘉宾,他小跑着去迎接,准备在天台录制一期跨界访谈的视频节目。这位让地产大亨坐不住的嘉宾,正是当时备受媒体关注的美籍华人科学家张首晟。

  此前不久,汤森路透发布预测称,4位华裔科学家有望夺取诺贝尔科学奖,其中最受关注的便是张首晟,他被视为诺贝尔物理学奖的热门人选,被各家媒体争先报道。

  张首晟在恢复高考后只在复旦大学读了一年就去了德国留学。2011年,他在天津领取香港求是科技基金会的“求是杰出科学家奖”,中国科协名誉会长周光召就对他说,“你接下来是不是再努努力,拿下诺贝尔物理学奖呢?”

  这虽然只是一句玩笑,却折射出国人对于张首晟获诺奖的期待。

  成为物理学领域的大家,也是张首晟自己的目标。他曾在多个场合都提到哥廷根墓地,在那里,他找到了人生的使命。1981年夏天,正在德国留学的张首晟利用假期周游德国,来到著名的学术之都哥根廷。哥根廷大学附近的一片墓地里,葬有教科书上几乎能看到的所有著名物理学家,以及一些伟大的数学家。张首晟发现,这些科学家的墓碑上刻的字非常简单,除了名字,上面刻的往往是他们的名言或者生前发现的一道重要公式。

  张首晟深受触动,人的一生可能有不同的追求目标,但是最终最伟大的境界是给后人留下什么。他在一次采访中提到,“这些数学家和物理学家们,他们为整个人类贡献了非常有用的理论和见解,使大家能看到宇宙的美妙,这正是我要追求的人生境界。从此之后,我开始专心研究理论物理。”

  张首晟此后的人生果然朝着这个方向发展:2006年,他领导的团队成功预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应,并于2008年提出了在拓扑绝缘体中引入磁性实现量子反常霍尔效应的可能性。5年后,由中科院院士薛其坤领衔的中国实验团队从实验中首次观测到量子反常霍尔效应,这一结果被美国《科学》杂志于2013年3月14日在线发表。

  由于在拓扑绝缘体这个领域的杰出贡献,张首晟几乎拿了物理学领域的所有奖项。早在2010年,他就已经获得“欧洲物理奖”,2012年获得了凝聚态物理领域的最高奖――美国物理学会“奥利弗?巴克利奖”,同年,又获得国际理论物理最高奖“狄拉克奖”。

  2013年的“基础物理学奖”颁奖盛典在瑞士日内瓦举行,该奖被学界称为科学界的奥斯卡奖,评委会将基础物理学特别奖授予霍金,并将物理学前沿奖授予张首晟和他的同事。2014年11月3日,美国富兰克林学会宣布授予张首晟本杰明?富兰克林奖,以奖励他在拓扑绝缘体领域的开创性贡献,这是继杨振宁之后第二位获此殊荣的华裔科学家。

  “这是我人生中首次获得我的至高偶像爱因斯坦曾获得的荣誉,科学的人生充满探险和浪漫,只求奖章能使这些伟大科学家的精神在我求知路上时时相伴。”张首晟获奖后对媒体感慨道。

  什么是拓扑绝缘体?通俗来讲,电子在芯片上运动时,相互碰撞可以发热,而拓扑绝缘体为电子搭建高速公路,让它们能够在一条一条的单行道上行驶,从而不会相互碰撞和产生热量。如果用这类材料制造芯片,消耗能量很少,对用户来说最直观的感受就是“超长待机”。

  张首晟的研究领域包括高温超导,这恰好是中国科学院大学卡弗里研究所所长张富春的主要研究方向。自1990年开始,两人便一直保持着学术交流。21世纪的前十年,正是拓扑绝缘体理论和实验发展迅猛的时候,已升任斯坦福大学正教授的张首晟兼任香港大学理论和计算物理中心的科学顾问,此时张富春正好在港大任教。张首晟每次到访港大,都会找张富春交流最新的研究思路。

  张富春回忆说,张首晟对饮食与住宿的品位比较独特。他喜欢住有游泳池的酒店,因此每次访问港大,住宿都是他自行安排。“那是因为他有一点睡眠问题,每天睡前需要游泳来舒缓。做理论物理的人不少人都有睡眠问题,张首晟不算严重。”中科院理论物理研究所研究员丁洪对《中国新闻周刊》解释说。

  2007年~2009年间,祁晓亮跟随张首晟做了两年的博士后,之后留在斯坦福,两人相处十多年。张首晟多次在公开场合提到,祁晓亮是他最得意的学生。现任斯坦福大学副教授的祁晓亮在接受《中国新闻周刊》采访时对张首晟评价道,“张老师在量子霍尔效应、高温超导体、自旋霍尔效应和拓扑绝缘体等许多不同的领域中都作出了重要的基础性贡献。特别是在拓扑绝缘体的发现过程中,张老师做出了许多开创性的工作。张老师和合作者在这个领域中预言了非常多的新材料和新的物理现象,包括量子反常霍尔效应,拓扑超导体中的马约拉纳费米子等。”

  而马约拉纳费米子即“天使粒子”,则是与张首晟密切相关的一桩科学界公案。2017年7月21日凌晨,多家国内媒体报道称:张首晟为首的实验团队宣称发现了“天使粒子”马约拉纳费米子存在的证据,结束了物理学界80年的探索,这一发现刊登在当天的《科学》杂志上。还有人表示,天使粒子将是张首晟又一个诺奖级的成果。

  在2010年到2015年之间,张首晟团队连续发表三篇论文,预言在哪里能够找到马约拉纳费米子,并指出哪些实验信号可以成为找到该粒子的证据。张首晟将发现的马约拉纳费米子称为“天使粒子”,他对此解释说,“就好像发现了一个完美的世界,只有天使,没有魔鬼。”

  与国内媒体一窝蜂将功劳归于张首晟不同的是,学术界对这一发现提出了诸多质疑。据专业人士透露,目前该实验并没有被成功重复,科学家们还在求证实验本身可能存在的问题。

  “这个事情和张首晟关系不大,”张富春对《中国新闻周刊》说,“张首晟是搞理论的,他的理论没问题。实验的问题我不清楚。”

  另一方面,团队内部对张首晟在该研究中的工作比重是否匹配第一通讯作者的身份发出质疑。团队成员、加利福尼亚大学洛杉矶分校教授王康隆曾公开澄清,这次发表在《科学》杂志上的研究是“试验性”工作,非理论性,张首晟教授根本没有参与到实验中。

  如今,这一争论随着张首晟的逝世而告一段落。“张首晟教授的逝世使我们感到震惊和悲痛,现在应该悼念死者、安慰他的家人,而不是讨论其他问题的时候,望理解。”王康隆在邮件中回复道。

  香港科技大学物理系教授戴希评价张首晟是“一盏曾经照亮整个理论物理学界的明灯”。在一次会后晚餐上,张首晟用几张餐巾纸给戴希讲解比特币背后的数学原理和区块链技术,两人交谈至深夜。“我后来看过好几本介绍区块链的书,但再没一个人能用如此简洁的语言,把其背后的数学原理讲得那么透彻。”戴希说。

  中西合璧的完美人生

  张首晟的人生堪称完美。

  丁洪曾经在家里举办小型沙龙,邀请张首晟参加。他发现,大家聚在一起,张首晟很快就能成为焦点。在丁洪看来,虽然是物理学家,张首晟却从来不是一个书呆子的形象,他对西方历史、希腊文化非常了解。

  张首晟与妻子青梅竹马,5岁相见,14岁恋爱,24岁结婚。儿子高中毕业时就收到了哈佛、斯坦福等五大名校的录取通知,最后儿子选择了哈佛,女儿则求学于斯坦福。

  “聪明很重要,但教育更重要。”张首晟曾在一档访谈节目中说道。他认为,最重要是启发孩子的兴趣,给孩子一张地图,让孩子自己有兴趣去寻宝,他就会自动去找,而不是大人牵着孩子的手走。

  张首晟出生于上海一个书香世家,父母都是工程师。祖父张彝1906年考入复旦公学,是复旦建校后的第二届学生。他3岁时,“文革”席卷全国,父母被迫去工厂做工。张首晟发现家里的阁楼是个神奇世界,总能在这里发现许多有趣的物件,从伯父的大学毕业相册,到《西方哲学史》《西方艺术概论》等书籍,在那个流行“读书无用论”的时代,沉浸在阅读中的张首晟显得有些奇怪。更加与众不同的是,他读书只看感兴趣的部分。以他喜欢看的《三国演义》为例,砖头一样厚的书在他那里不到一周就“翻”完了。只有遇到真正感兴趣的地方,张首晟才会真正埋头读下去,绝大多数内容是被他跳过的。

  在多次公开演讲中,张首晟都提到过,他在小学时基本上把“对自己人生影响较大”的书都读完了,但从来没有从头到尾读完过一本书。在他看来,读书是一个了解思维方式的过程,不是吸纳所有信息,而是有针对性地进行筛选。

  让张首晟沉迷的不仅是自然世界,还有文学。他至今保留着小时候读过的《红楼梦》和《西方哲学史》。在文学世界里,张首晟一样可以看到“美”的存在,尤其是诗歌,如同他日日相伴的物理公式一样,是一种“信息的极端压缩”的美。正因为如此,写诗成了他的一大癖好。习惯了西式生活方式的张首晟,依旧会在情人节时为妻子写一首中文诗。

  1978年,国家恢复高考,年满15周岁的张首晟刚刚初中毕业。当时上海允许初中毕业生直接参加高考,张首晟在家人的支持下,凭借自学父亲给他的一套高中自学教科书,跳级考入复旦大学物理系。

  上大学选择攻读物理专业,张首晟是受到前辈科学家的影响。当时,他不了解外国的情况,但在国内听到最多的是1957年杨振宁、李政道获得诺贝尔奖。他觉得“他们不仅在科学上作出了重大贡献,更可贵的是为中华民族带来了自豪感。”

  那时正是中国改革开放之初,人才短缺,邓小平极力支持自然科学领域的人才公派出国留学,张首晟赶上了留学潮的第一班车。1979年,大学第二个学期开始,正在宿舍自习的张首晟被班主任告知,他将被选派前往德国柏林大学深造。1980年,还没来得及拿复旦文凭的张首晟,就踏上了留德之旅。

  在异国他乡,张首晟再次展现出学习上的天分。柏林大学的学制为五年,不少人甚至花了七年才毕业,但凭借独特的学习能力与勤奋,张首晟仅用三年就完成学业。攻读学位期间,他还开始思考自己的学术方向,他将爱因斯坦揭示的宇宙四大力统一起来作为自己的最高理想,而自己的偶像杨振宁在这方面颇有建树,追随杨振宁就成了张首晟当时的目标。

  命运再次眷顾了这位努力奋斗的青年。从柏林自由大学毕业后,张首晟被美国纽约州立大学石溪分校录取,如愿成为杨振宁的弟子。但与预想相左的是,导师并不支持他从事统一场论或基本粒子物理的研究,而是向他推荐了凝聚态物理。

  “我当时觉得简直是不可思议,什么是凝聚态,我听都没听说过。”张首晟多次在演讲中表达过他最初的不解,同时也表达了对导师的敬服。当时杨振宁劝他,实验在物理发展中非常重要,凝聚态领域中有非常奇妙的实验值得关注,完成爱因斯坦的梦想不一定要做“统一场论”,在凝聚态这样一个看得见、摸得着的“沙粒”里也可以看到整个世界的奥秘。

  张首晟听从了导师的建议,这也为日后他在凝聚态物理领域确立地位奠定基础。如今看来,张首晟很多地方都能看到恩师的影子。

  2009年,张首晟入选“千人计划”,被清华大学特聘为教授。2012年,他在清华大学世纪讲坛上回忆说,过去他一路出国留学,“后来在斯坦福大学任教时,总是惦记着祖国的发展。正当中国需要由科技创新推动发展之际,‘千人计划’开展起来了,它给了我一个新的机会,我与国内同行的学术交流更加广泛和频繁。”

  在2017年国家科学技术奖励大会上,张首晟获得了中华人民共和国国际科学技术合作奖,理由是他积极参与和中国科研院所的合作,直接促成中国在量子反常霍尔效应、拓扑绝缘体以及新近的外尔半金属等领域的国际领先地位。

  出生于上海的张首晟近几年与家乡联系密切。2018年1月,上海市人民政府侨务办公室主任徐力在接受中新网采访时提到,在上海市侨办的穿针引线下,张首晟已落户上海科技大学,建立前沿科学技术研究院。丁洪今年6月也从张首晟处了解到,他本人对未来上海科技大学实验室的规划非常详细。

  在创业时,张首晟认为,互联网时代,中国和美国将是两大重量级的市场。他因此将公司取名“丹华”,“丹”代表斯坦福,“华”代表中国。他曾表示,希望自己把斯坦福最优秀的新的发明,和中国紧密结合在一起。

  在研究中,杨振宁对物理学中美的追求,也深深影响着张首晟。在教授张首晟时,他没有教当时物理最前沿的东西,因为觉得很多前沿的东西是不够美的。杨振宁把很多物理学中最美的思想讲给张首晟听。

  “我从杨先生那里学到了科学的品位。科学有不同的研究方向你可以追求,但为什么选一个特定的方向,为什么这个方向就会带来不错的结果,这是一门非常了不起的学问。”他在2013年接受《神州学人》采访时提到。

  杨振宁曾经提过,学物理的人了解了这些像诗一样的方程的意义以后,对它们的美的感受是既直接而又十分复杂的。它们的极度浓缩性和它们的包罗万象的特点也许可以用布雷克的不朽名句来描述:

  一花一世界,一沙一天国,

  君掌盛无边,刹那含永劫。

  这同样是张首晟最爱的一首诗。在他辞世后,他的家人在声明中引用此诗,以诠释他的毕生经历。

  量子世界的平行人生

  初中时,张首晟在阁楼里读到了一个故事:本杰明?富兰克林在暴风雨天,冒着闪电放风筝,将闪电引入到储电的装置中,这个故事吸引他走进科学世界,多年以后,张首晟看到了更深一层的含义:除了是科学家,富兰克林还是一位政治家、企业家、外交家、作家。“这使我深深感到一位科学家应该有更高的社会责任,应该把自己的科学发现变成造福于人类的发明,并且通过企业让它成为真正造福于人类的科技产品。”他曾在一次演讲中说。

  张首晟在很多场合都打过一个比方,如果把人类的知识比作一棵树,那么每一个学科都是这棵树上的分支。随着日益发展,每个学科都越来越专,却也容易彼此远离,这就需要我们在研究的时候能看到“根”的所在,找到知识的共通性,并以此来启发指导我们的研究。换句话讲,他认为这个时代缺少跨界的人才。所以,过去一路顺风顺水的他有了新的志向,跨界投资。

  他曾公开表示,“这个真正完美的世界是一个量子的世界,就是量子的一个粒子,它的确是百分百可以平行做两件事情,量子的世界是平行的,我想我的人生也可以达到这种境界。”

  2013年9月,张首晟和他在斯坦福大学的应用物理学博士谷安佳联合创立了丹华资本,主要关注包括人工智能、大数据、医疗健康、企业级应用、区块链等领域,投资创业阶段为早期以及成长期的公司。

  张首晟曾做过天使投资。早年间,他与邻居在看自己的孩子踢足球时聊天,得知对方是研究操作系统的,创办了一家做虚拟机的公司叫VMcare。张首晟看好这一想法,便给了邻居一笔天使投资。这家公司后来成为整个全球云计算的一个机体,最高市值曾达480亿美元,这笔投资给张首晟带来了上百倍的回报。

  张首晟与国内多个大学,如清华、上交和北大等都有合作,但他发现,虽然国内商业模式有很多创新,但真正技术上的创新仍然不够,他认为问题在于跨界工作没有做好。“科学家有优秀的发明,但是不懂创业和投资。相反来讲,投资者受到金融领域的教育,不太能判断哪些是最优秀的科技项目。”他建立丹华的初衷,是打通两个桥梁。一是把前沿科技和投资结合在一起,二是把中国和美国结合在一起。

  凭借张首晟在科学界的声望和地位及他与谷安佳在斯坦福深厚的人脉网络,丹华资本起点很高。2017年,张首晟曾在接受凤凰财经的采访时透露,人们所知道的中国几乎所有的知名互联网公司,接近80%到90%,都投资了丹华资本。“丹华资本公司从创立初期资产规模的2000万美元,当前资产规模接近1亿美元,接下来将有3亿美元的资金投入,此外还将在国内募集10亿人民币。”

  今年1月,张首晟在创投圈自媒体42章经组织的区块链主题分享会上做了一次分享,主题是“区块链技术是互联网世界新的分合转折点”。他从物理学的角度预测未来区块链的发展,解读角度新奇,引起业界很多人转发,其中马化腾也参与了讨论。

  2018年,张首晟为区块链做了许多次演讲。他认为区块链通过共识机制将无数的个体连接起来,正是因为这个创新点,未来必然会掀起下一轮互联网革命。据区块链媒体三言财经统计,截至目前,丹华资本以投资包括公链、钱包、浏览器、跨链协议等各类区块链项目共42个,其中已上交易所进行token流通的有15个。2018年2月22日,张首晟担任美图公司的独立非执行董事,提名委员会及薪酬委员会成员。美图公司对区块链技术关注已久,今年正式涉足区块链领域。张首晟的加入,是美图布局区块链领域的体现。

  然而,2017年还在红火的区块链,在2018年却迎来寒冬。有媒体报道,10月,区块链项目破发变得随处可见,机构投资者入不敷出,甚至一些区块链行业到了欠薪的地步。三言财经提到,以历史最高价和当前价计算,基于量子链发行的项目菩提Bodhi,最大跌幅高达98.1%,15个项目的平均跌幅为92%。

  12月7日,丹华资本在网上做出正式声明,称丹华美元在区块链的投资所占资金的比例非常小,而且在早期已经退出大部分,“丹华投区块链达到4亿美元,占基金规模的2/3”的说法与事实不符;丹华始终以第一性原理为原则,在区块链领域,看好的项目都是基于数学算法及技术创新的区块链技术本身。

  手机上跳出张首晟辞世的新闻时,中科院物理研究所研究员丁洪正在欧洲出差,他完全不敢相信。近些年,他和张首晟在学术上有过很多次交流。张首晟在他眼中一直是一个乐观、有激情的人。

  2018年11月19日~20日,首届拓扑量子信息国际研讨会在上海科技大学物质学院举办,由张首晟、牛津大学陈宇林与复旦大学王靖担任联合主席。但是当天,主角之一的张首晟并没有出席。实际上,校方原计划在19日那天,给张首晟主导成立的拓扑量子实验室举行揭牌仪式,但因张首晟未到,揭牌仪式也被搁置,最终只举办了研讨会。

  前来参加研讨会的丁洪这才得知,张首晟最近患有严重的感冒,伴随着咳嗽,影响睡眠,原本要来,但是在医生的劝阻下没有回国。那天,丁洪还拍了拓扑量子实验室的照片,在微信上传给张首晟,并开玩笑说,“我现在在你这里了,你还不过来。”但对方一直没有回应。丁洪纳闷,以前他给张首晟发微信一般都会收到回复,不过他猜想,可能是张感冒太严重的原因。

  丁洪与张首晟最后一次见面,是在2018年6月,张首晟邀请他去斯坦福做学术访问。那天晚上,他和张首晟夫妇及斯坦福的另一位教授一起吃饭。饭桌上大家从国际局势、聊到历史文化,再闲聊到游乐,丁洪没有发觉到他有任何异样。“或许这事情太私密,只有最亲近的家人才知道。”

  但是,张首晟的家庭发言人Sean McCormack在对《中国新闻周刊》的回复中提到,直到现在,他的家人才明白张首晟在跟抑郁症作斗争。在此之前,即便是最亲近的人,也很难发现亲人的痛苦和挣扎。

  12月9日,杨振宁致信《光明日报》,回顾张首晟的科研历程和卓越成就。他在文末提到,物理学界普遍认为张、Kane和Molenkamp一定会得诺贝尔奖,现在张不幸逝世,我相信Kane和Molenkamp早晚会得到诺贝尔奖。

  10年前,张首晟带着还在做博士后的祁晓亮等10多个学生一起爬山时留下一张合照。照片里,站在山顶的他们背对镜头,迎着太阳眺望远方。12月8日,祁晓亮把这张照片发在朋友圈,配文说,“我很喜欢这张照片,我们的目光穿越群山,跟着张老师一起眺望远方的太平洋,眺望未知的永恒之美。我一直觉得,人的趋势就像穿过黑洞的视界。张老师就在远方,地平线的那一边,我们再也无法看到他,他却还能看到我们。”

  (《中国新闻周刊》2018年第47期)

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