天使永留人間—天才科學家張首晟!

2020-12-23 魔都孤魂

天才隕落!

北京時間12月6日,丹華資本發出內部公開信稱,12月1日,美國華裔物理學家,美國史丹福大學終身教授、美國科學院院士、中科院外籍院士,2017年度中國國際科學技術合作獎獲得者張首晟教授去世,終年55歲。

作為張首晟在美國紐約州立大學石溪分校攻讀博士時的老師,著名物理學家、諾貝爾獎得主楊振寧9日親撰文章,回顧張首晟的科研歷程和卓越成就,表達對愛徒的無限懷念和哀悼。

以下為楊振寧先生親撰文章:

張首晟是第一流的物理學家

凝聚態物理研究的對象是物質的各種性質:銅為什麼能導電,而橡皮就不能?為什麼水會結冰,會變成蒸汽?等等。這個領域與應用,與世界經濟發展,與人類的日常生活都有密切關係,所以是物理學中特別重要的領域。張首晟在此領域做出多項重要工作。其中最重要的是:關於自旋霍爾效應(QuantumSpin Hall Effect,QSH)的震驚物理學界的工作。

2005-2006年,美國賓州大學(University of Pennsylvania)的C.L. Kane和張首晟獨立發表理論論文,指出有些複合物在適當條件下可能有表面導電現象。這兩篇文章立刻引起所有凝聚態物理工作者的注意。可是哪些化合物,在何種條件下,才會有此奇特的表面導電現象是一個大難題。

首晟告訴我,他和幾位半導體實驗物理學家於2006年計算了多種半導體中的量子井(Quantum Well)的性質,於2006年11月15日發表了一篇文章,預言一種特別的汞-碲-鎘(Hg-Te-Cd)半導體量子井會有表面導電及其他重要現象。半導體有許多種,量子井的結構有許多可能,他們如何選定了Hg-Te-Cd量子井?我認為回答是:他們有深入的物理直覺。

2007年德國Würzburg大學Molenkamp的實驗團隊,根據此建議調試了一個HgTe/(HgCd)Te量子井,最後發現果然有導電和其他現象。那年12月莫倫坎普團隊與張首晟和他的學生祁曉亮聯合發表了一篇文章,公布實驗結果。此文章是近年來最最震驚物理學界的文章。

物理學界普遍認為張、Kane和Molenkamp一定會得諾貝爾獎,現在張不幸逝世,我相信Kane和Molenkamp早晚會得到諾貝爾獎。

張首晟(1963年2月15日-2018年12月1日),漢族,美國華裔科學家,祖籍江蘇高郵,生於上海。史丹福大學物理系、電子工程系和應用物理系終身教授。

孤獨的閣樓少年斯坦福最年輕的終身教授

1963年,張首晟出生於上海,張家在靜安區的祖屋有一處閣樓,對於幼年張首晟來說那是一處奇妙之地。張首晟在閣樓裡發現了爺爺輩兒的大學畢業文憑,伯父的大學畢業年冊,類似《西方哲學史》、《西方藝術概論》等書籍也是不一而足,從康德到黑格爾,從達文西到羅丹,從楊振寧到李政道,從藝術到科學,不一樣的啟蒙教育在閣樓裡點亮。

轉眼到了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教科書,數學物理化學等一應俱全,沒想到就靠這套書他就自學成才了。

1978年的高考,是文革後恢復高考的第一屆,上海允許初中畢業生直接參加高考,每個區僅限10個名額,還要通過預賽後方能獲得高考資格。張首晟不僅順利過關,還如願以償拿到了復旦大學的錄取通知書,成了別人眼裡的天才。

「我的初中學校很差,如果按部就班再讀普通高中,也許結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。」張首晟回憶說。

天才的人生總是不同尋常。1980年,沒有高中文憑也還沒大學文憑的張首晟踏上了留學德國的旅程。1987年,孤身出國7年後,張首晟終於獲得了博士學位。畢業後他並沒有立刻去申請教職,而是去了IBM做高級研究員,此時他在半導體領域已經頗有建樹,也受到了當時為史丹福大學物理系主任朱棣文的賞識。於是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

▲張首晟與恩師楊振寧合照

當然,讓張首晟名聲大噪的還是他後來提出的兩項研究成果:拓撲絕緣體理論的材料實現方案和量子自旋霍爾效應,以及最新發現的——Majorana費米子。

2007年,張首晟發現的「量子自旋霍爾效應」被《科學》雜誌評為當年的「全球十大重要科學突破」之一。

2017年7月21日,美國加州大學洛杉磯分校華裔科學家王康隆、史丹福大學華裔科學家張首晟、上海科技大學教授寇煦豐等團隊合作在《科學》雜誌上發表了一項重大發現:在整個物理學界歷經80年的探索之後,他們終於發現了手性馬約拉納費米子的存在。

「我們發現了一個只有天使沒有魔鬼的世界」

▲張首晟生前演講

2016年4月9日在混沌研習社,張首晟教授給我們分享了這樣一個問題:假設世界末日到了,諾亞方舟上只能夠攜帶一對動物和一個信封,信封背面,你可以總結所有人類知識,那你們會寫下什麼?

張首晟的答案是:

你很難想像一個可以把歐幾裡德定律和人人平等聯繫起來的人,是多麼有趣的一個靈魂。換而言之,科學大多都是從猜想開始的,然後才去科學論證,而猜想就是藝術思維的表達。

在一次論壇上張首晟表示,很多有意思的科學發現都跟哲學觀念的改變有關。他由正負粒子的物理學觀念聯想到中國的古老哲學,好像有陰就必有陽,有天使必有魔鬼。但他們新發現了一個只有正沒有負的粒子,他覺得好像找到了一個世界只有天使沒有魔鬼,於是起名為「天使粒子」。

正是因為張教授心中對這個世界充滿了愛和希望,才將其命名為「天使粒子」。

很多人都說發現「天使粒子」對於科學界是一次革命性的發現,顛覆人們的三觀。我們過去對世界的看法是不全面的,甚至是錯誤的,天使粒子讓人們認識到了物質世界的新大陸,就像哥倫布發現地理世界和人類社會的新大陸一樣。同時「天使粒子」的發現也會帶來更多的技術革新,正如張教授所希望的那樣,希望「天使粒子」像個天使一樣給人們帶來愛和希望。

救死扶傷,大醫至善

張首晟曾說,如果世界末日來臨,他會帶上那封科學與藝術的信封登上諾亞方舟,但瑪雅人的預言已經過時,諾亞方舟依然是一個引人入勝的傳說,而「和平方舟」,這艘為國遠航、執行和諧使命的海上醫院船卻具有更現實的意義。

和平方舟是一艘名副其實的和平之舟、生命之舟、友誼之舟。

和平方舟承載著一群可愛可敬的「白衣天使」,他們大多來自海軍軍醫大學例如:海軍總醫院婦產科主任醫師張蘭梅、眼科醫學博士吳晉暉等包括各個臨床科室和專家隊在內的醫生120人左右。他們遠渡重洋,用自己的實際行動將「救死扶傷,大醫至善」的大愛精神傳遍世界的每一個角落。

▲和平方舟號醫院船是中國專門為海上醫療救護「量身定做」的專業大型醫院船,艦名「岱山島」號,舷號866。和平方舟是我國自行設計研製的一艘萬噸級大型專業醫院船。該船全長178米,最大寬度24米,滿載排水量14000餘噸。該船擁有搶救室、X光室、CT室、檢驗室、血液準備室等10個科室和醫療信息中心;醫療設施先進,護理系統完備,醫療設備配置相當於國內三級甲等醫院水平。

2018年是和平方舟醫院船入列十周年。和平方舟累計航程近20萬海裡,航時15000餘小時,航跡遠及37個國家,服務民眾18萬餘人次。 同年4月12日,中央軍委在南海海域隆重舉行海上閱兵,該醫院船光榮接受軍委主席的檢閱。

10年來,和平方舟用精心的服務和一流的技術,贏得了到訪國人民的高度認可,鞏固和發展了中國與亞、非、拉、歐、南太等國家地區的傳統友誼,廣泛傳播了和諧世界、和諧海洋的理念,生動書寫了我國軍事外交工作新篇章。

2018年8月4日晚,6歲的斐濟小女孩黛安娜(Diana)在和平方舟醫院船成功接受了全麻條件下的畸形整形手術,成功的對手足的畸形進行了矯正治療。她的母親熱淚盈眶。

傳奇已逝,精神永存

坦福大學人文與科學學院物理系教授Steven Kivelson在悼念張首晟的文章中曾這樣寫到:

這是個巨大的損失。首晟是理論物理領域長期以來做出傑出貢獻的跨學科領袖。他對真理的追求和用優雅的數學方法來解決複雜的現實問題(物理及物理領域之外的問題),他對許許多多聰明學生們和學術文獻的指導,以及他在研究領域的許多開創性貢獻,定會刻在他的紀念碑上。

正如你們中的許多人一樣,我失去了一位摯友。他對新生事物的熱情極富感染力,對探索各種學科的思想和對學術的熱愛,隨著他悲劇的結束重新凝聚在一起。

傳奇已逝,但張首晟教授為人類命運共同體默默奉獻的崇高精神正如海平面上的「和平方舟」一樣。

在未來的航程上,和平方舟將繼續傳播和平發展的理念,弘揚博愛奉獻的精神。

【圖片偏來自網絡,侵刪 責任編輯:海面子】

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