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華裔科學家張首晟患抑鬱症離世:君掌盛無邊 刹那含永劫

(資料圖片)張首晟在丹華資本。圖/視覺中國

張首晟:驕子隕落

《中國新聞周刊》記者/楊智傑 李明子

本文首發於總第881期《中國新聞周刊》

2006年的某一天,張首晟開車載著愛徒祁曉亮與好友戴希到IBM實驗室開會。行至附近山頂,張首晟停下車,看著山下正野蠻生長的矽谷,對車裡的兩個同行人說:“人生要做一點大事,要追求從根本上解決問題的理論和徹底顛覆遊戲規則的技術,而不是在舊框架裡修修補補。”

當時,年僅43歲的張首晟,已經當了11年的斯坦福大學物理系終身教授,並因開創拓撲絕緣體領域,在科學界名聲大振。祁曉亮不會想到,自己老師的野心與豪情,並不僅僅止於科學界。數年後,他發起的丹華資本成為矽谷華人圈的明星投資公司,他還涉足區塊鏈,堅信區塊鏈技術將使人類社會變得更加美好。

對自己的這名學生,楊振寧曾經預言,“獲得諾貝爾獎只是時間問題”。然而,在一切願望成真前,張首晟的生命燭火熄滅了。

美國時間12月1日,美籍華裔物理學家、斯坦福大學終身教授、美國科學院院士、中科院外籍院士張首晟教授去世,終年55歲。他的家人對此發表聲明:在與抑鬱症頑強對抗後,我們敬愛的首晟上周六意外離世。

很快,“陰謀論”開始在互聯網上醞釀,人們將近期發生的一連串事件聯繫起來。據報導,在此之前的11月20日,美國貿易代表辦公室更新的《301調查報告》中,曾點名張首晟創辦的丹華資本。

12月8日,張首晟的家庭發言人Sean McCormack向《中國新聞周刊》證實,張首晟於12月1日在舊金山死亡,目前沒有警方的死亡調查報告,張首晟也並未受到FBI的調查。

無論是出席隆重的頒獎儀式還是拍攝丹華資本的宣傳照,張首晟總是身穿深色西裝外套配米色卡其布褲子,流露出一絲舉重若輕之意。他身材高挑,頭髮濃密,眼睛不大,但是彎彎的,仿佛總在微笑。然而,這溫和、並不張揚的外表包裹著的,卻是一個意氣風發、積極進取的靈魂。

諾獎期待下的明星學者

2014年秋天的一場大雨來臨前,地產大亨潘石屹終於等到他的節目嘉賓,他小跑著去迎接,準備在天台錄製一期跨界訪談的影片節目。這位讓地產大亨坐不住的嘉賓,正是當時備受媒體關注的美籍華人科學家張首晟。

此前不久,湯森路透發布預測稱,4位華裔科學家有望奪取諾貝爾科學獎,其中最受關注的便是張首晟,他被視為諾貝爾物理學獎的熱門人選,被各家媒體爭先報導。

張首晟在恢復高考後只在複旦大學讀了一年就去了德國留學。2011年,他在天津領取香港求是科技基金會的“求是傑出科學家獎”,中國科協名譽會長周光召就對他說,“你接下來是不是再努努力,拿下諾貝爾物理學獎呢?”

這雖然只是一句玩笑,卻折射出國人對於張首晟獲諾獎的期待。

成為物理學領域的大家,也是張首晟自己的目標。他曾在多個場合都提到哥廷根墓地,在那裡,他找到了人生的使命。1981年夏天,正在德國留學的張首晟利用假期周遊德國,來到著名的學術之都哥根廷。哥根廷大學附近的一片墓地裡,葬有教科書上幾乎能看到的所有著名物理學家,以及一些偉大的數學家。張首晟發現,這些科學家的墓碑上刻的字非常簡單,除了名字,上面刻的往往是他們的名言或者生前發現的一道重要公式。

張首晟深受觸動,人的一生可能有不同的追求目標,但是最終最偉大的境界是給後人留下什麽。他在一次採訪中提到,“這些數學家和物理學家們,他們為整個人類貢獻了非常有用的理論和見解,使大家能看到宇宙的美妙,這正是我要追求的人生境界。從此之後,我開始專心研究理論物理。”

張首晟此後的人生果然朝著這個方向發展:2006年,他長官的團隊成功預言了二維拓撲絕緣體中的量子自旋霍爾效應,並於2008年提出了在拓撲絕緣體中引入磁性實現量子反常霍爾效應的可能性。5年後,由中科院院士薛其坤領銜的中國實驗團隊從實驗中首次觀測到量子反常霍爾效應,這一結果被美國《科學》雜誌於2013年3月14日在線發表。

由於在拓撲絕緣體這個領域的傑出貢獻,張首晟幾乎拿了物理學領域的所有獎項。早在2010年,他就已經獲得“歐洲物理獎”,2012年獲得了凝聚態物理領域的最高獎——美國物理學會“奧利弗·巴克利獎”,同年,又獲得國際理論物理最高獎“狄拉克獎”。

2013年的“基礎物理學獎”頒獎盛典在瑞士日內瓦舉行,該獎被學界稱為科學界的奧斯卡獎,評委會將基礎物理學特別獎授予霍金,並將物理學前沿獎授予張首晟和他的同事。2014年11月3日,美國富蘭克林學會宣布授予張首晟本傑明·富蘭克林獎,以獎勵他在拓撲絕緣體領域的開創性貢獻,這是繼楊振寧之後第二位獲此殊榮的華裔科學家。

“這是我人生中首次獲得我的至高偶像愛因斯坦曾獲得的榮譽,科學的人生充滿探險和浪漫,只求獎章能使這些偉大科學家的精神在我求知路上時時相伴。”張首晟獲獎後對媒體感慨道。

什麽是拓撲絕緣體?通俗來講,電子在芯片上運動時,相互碰撞可以發熱,而拓撲絕緣體為電子搭建高速公路,讓它們能夠在一條一條的單行道上行駛,從而不會相互碰撞和產生熱量。如果用這類材料製造芯片,消耗能量很少,對用戶來說最直觀的感受就是“超長待機”。

張首晟的研究領域包括高溫超導,這恰好是中國科學院大學卡弗裡研究所所長張富春的主要研究方向。自1990年開始,兩人便一直保持著學術交流。21世紀的前十年,正是拓撲絕緣體理論和實驗發展迅猛的時候,已升任斯坦福大學正教授的張首晟兼任香港大學理論和計算物理中心的科學顧問,此時張富春正好在港大任教。張首晟每次到訪港大,都會找張富春交流最新的研究思路。

張富春回憶說,張首晟對飲食與住宿的品位比較獨特。他喜歡住有游泳池的酒店,因此每次訪問港大,住宿都是他自行安排。“那是因為他有一點睡眠問題,每天睡前需要游泳來舒緩。做理論物理的人不少人都有睡眠問題,張首晟不算嚴重。”中科院理論物理研究所研究員丁洪對《中國新聞周刊》解釋說。

2007年~2009年間,祁曉亮跟隨張首晟做了兩年的博士後,之後留在斯坦福,兩人相處十多年。張首晟多次在公開場合提到,祁曉亮是他最得意的學生。現任斯坦福大學副教授的祁曉亮在接受《中國新聞周刊》採訪時對張首晟評價道,“張老師在量子霍爾效應、高溫超導體、自旋霍爾效應和拓撲絕緣體等許多不同的領域中都作出了重要的基礎性貢獻。特別是在拓撲絕緣體的發現過程中,張老師做出了許多開創性的工作。張老師和合作者在這個領域中預言了非常多的新材料和新的物理現象,包括量子反常霍爾效應,拓撲超導體中的馬約拉納費米子等。”

而馬約拉納費米子即“天使粒子”,則是與張首晟密切相關的一樁科學界公案。2017年7月21日凌晨,多家國內媒體報導稱:張首晟為首的實驗團隊宣稱發現了“天使粒子”馬約拉納費米子存在的證據,結束了物理學界80年的探索,這一發現刊登在當天的《科學》雜誌上。還有人表示,天使粒子將是張首晟又一個諾獎級的成果。

在2010年到2015年之間,張首晟團隊連續發表三篇論文,預言在哪裡能夠找到馬約拉納費米子,並指出哪些實驗信號可以成為找到該粒子的證據。張首晟將發現的馬約拉納費米子稱為“天使粒子”,他對此解釋說,“就好像發現了一個完美的世界,只有天使,沒有魔鬼。”

與國內媒體一窩蜂將功勞歸於張首晟不同的是,學術界對這一發現提出了諸多質疑。據專業人士透露,目前該實驗並沒有被成功重複,科學家們還在求證實驗本身可能存在的問題。

“這個事情和張首晟關係不大,”張富春對《中國新聞周刊》說,“張首晟是搞理論的,他的理論沒問題。實驗的問題我不清楚。”

另一方面,團隊內部對張首晟在該研究中的工作比重是否匹配第一通訊作者的身份發出質疑。團隊成員、加利福尼亞大學洛杉磯分校教授王康隆曾公開澄清,這次發表在《科學》雜誌上的研究是“試驗性”工作,非理論性,張首晟教授根本沒有參與到實驗中。

如今,這一爭論隨著張首晟的逝世而告一段落。“張首晟教授的逝世使我們感到震驚和悲痛,現在應該悼念死者、安慰他的家人,而不是討論其他問題的時候,望理解。”王康隆在郵件中回復道。

香港科技大學物理系教授戴希評價張首晟是“一盞曾經照亮整個理論物理學界的明燈”。在一次會後晚餐上,張首晟用幾張餐巾紙給戴希講解比特幣背後的數學原理和區塊鏈技術,兩人交談至深夜。“我後來看過好幾本介紹區塊鏈的書,但再沒一個人能用如此簡潔的語言,把其背後的數學原理講得那麽透徹。”戴希說。

2017年7月15日,北京,張首晟在一場未來科技峰會上演講。圖/視覺中國

中西合璧的完美人生

張首晟的人生堪稱完美。

丁洪曾經在家裡舉辦小型沙龍,邀請張首晟參加。他發現,大家聚在一起,張首晟很快就能成為焦點。在丁洪看來,雖然是物理學家,張首晟卻從來不是一個書呆子的形象,他對西方歷史、希臘文化非常了解。

張首晟與妻子青梅竹馬,5歲相見,14歲戀愛,24歲結婚。兒子高中畢業時就收到了哈佛、斯坦福等五大名校的錄取通知,最後兒子選擇了哈佛,女兒則求學於斯坦福。

“聰明很重要,但教育更重要。”張首晟曾在一檔訪談節目中說道。他認為,最重要是啟發孩子的興趣,給孩子一張地圖,讓孩子自己有興趣去尋寶,他就會自動去找,而不是大人牽著孩子的手走。

張首晟出生於上海一個書香世家,父母都是工程師。祖父張彝1906年考入複旦公學,是複旦建校後的第二屆學生。他3歲時,“文革”席卷全國,父母被迫去工廠做工。張首晟發現家裡的閣樓是個神奇世界,總能在這裡發現許多有趣的物件,從伯父的大學畢業相冊,到《西方哲學史》《西方藝術概論》等書籍,在那個流行“讀書無用論”的時代,沉浸在閱讀中的張首晟顯得有些奇怪。更加與眾不同的是,他讀書只看感興趣的部分。以他喜歡看的《三國演義》為例,磚頭一樣厚的書在他那裡不到一周就“翻”完了。只有遇到真正感興趣的地方,張首晟才會真正埋頭讀下去,絕大多數內容是被他跳過的。

在多次公開演講中,張首晟都提到過,他在小學時基本上把“對自己人生影響較大”的書都讀完了,但從來沒有從頭到尾讀完過一本書。在他看來,讀書是一個了解思維方式的過程,不是吸納所有資訊,而是有針對性地進行篩選。

讓張首晟沉迷的不僅是自然世界,還有文學。他至今保留著小時候讀過的《紅樓夢》和《西方哲學史》。在文學世界裡,張首晟一樣可以看到“美”的存在,尤其是詩歌,如同他日日相伴的物理公式一樣,是一種“資訊的極端壓縮”的美。正因為如此,寫詩成了他的一大癖好。習慣了西式生活方式的張首晟,依舊會在情人節時為妻子寫一首中文詩。

1978年,國家恢復高考,年滿15周歲的張首晟剛剛初中畢業。當時上海允許初中畢業生直接參加高考,張首晟在家人的支持下,憑借自學父親給他的一套高中自學教科書,跳級考入複旦大學物理系。

上大學選擇攻讀物理專業,張首晟是受到前輩科學家的影響。當時,他不了解外國的情況,但在國內聽到最多的是1957年楊振寧、李政道獲得諾貝爾獎。他覺得“他們不僅在科學上作出了重大貢獻,更可貴的是為中華民族帶來了自豪感。”

那時正是中國改革開放之初,人才短缺,鄧小平極力支持自然科學領域的人才公派出國留學,張首晟趕上了留學潮的第一班車。1979年,大學第二個學期開始,正在宿舍自習的張首晟被班主任告知,他將被選派前往德國柏林大學深造。1980年,還沒來得及拿複旦文憑的張首晟,就踏上了留德之旅。

在異國他鄉,張首晟再次展現出學習上的天分。柏林大學的學製為五年,不少人甚至花了七年才畢業,但憑借獨特的學習能力與勤奮,張首晟僅用三年就完成學業。攻讀學位期間,他還開始思考自己的學術方向,他將愛因斯坦揭示的宇宙四大力統一起來作為自己的最高理想,而自己的偶像楊振寧在這方面頗有建樹,追隨楊振寧就成了張首晟當時的目標。

命運再次眷顧了這位努力奮鬥的青年。從柏林自由大學畢業後,張首晟被美國紐約州立大學石溪分校錄取,如願成為楊振寧的弟子。但與預想相左的是,導師並不支持他從事統一場論或基本粒子物理的研究,而是向他推薦了凝聚態物理。

“我當時覺得簡直是不可思議,什麽是凝聚態,我聽都沒聽說過。”張首晟多次在演講中表達過他最初的不解,同時也表達了對導師的敬服。當時楊振寧勸他,實驗在物理發展中非常重要,凝聚態領域中有非常奇妙的實驗值得關注,完成愛因斯坦的夢想不一定要做“統一場論”,在凝聚態這樣一個看得見、摸得著的“沙粒”裡也可以看到整個世界的奧秘。

張首晟聽從了導師的建議,這也為日後他在凝聚態物理領域確立地位奠定基礎。如今看來,張首晟很多地方都能看到恩師的影子。

2009年,張首晟入選“千人計劃”,被清華大學特聘為教授。2012年,他在清華大學世紀講壇上回憶說,過去他一路出國留學,“後來在斯坦福大學任教時,總是惦記著祖國的發展。正當中國需要由科技創新推動發展之際,‘千人計劃’開展起來了,它給了我一個新的機會,我與國內同行的學術交流更加廣泛和頻繁。”

在2017年國家科學技術獎勵大會上,張首晟獲得了中華人民共和國國際科學技術合作獎,理由是他積極參與和中國科研院所的合作,直接促成中國在量子反常霍爾效應、拓撲絕緣體以及新近的外爾半金屬等領域的國際領先地位。

出生於上海的張首晟近幾年與家鄉聯繫密切。2018年1月,上海市人民政府僑務辦公室主任徐力在接受中新網採訪時提到,在上海市僑辦的穿針引線下,張首晟已落戶上海科技大學,建立前沿科學技術研究院。丁洪今年6月也從張首晟處了解到,他本人對未來上海科技大學實驗室的規劃非常詳細。

在創業時,張首晟認為,互聯網時代,中國和美國將是兩大重量級的市場。他因此將公司取名“丹華”,“丹”代表斯坦福,“華”代表中國。他曾表示,希望自己把斯坦福最優秀的新的發明,和中國緊密結合在一起。

在研究中,楊振寧對物理學中美的追求,也深深影響著張首晟。在教授張首晟時,他沒有教當時物理最前沿的東西,因為覺得很多前沿的東西是不夠美的。楊振寧把很多物理學中最美的思想講給張首晟聽。

“我從楊先生那裡學到了科學的品位。科學有不同的研究方向你可以追求,但為什麽選一個特定的方向,為什麽這個方向就會帶來不錯的結果,這是一門非常了不起的學問。”他在2013年接受《神州學人》採訪時提到。

楊振寧曾經提過,學物理的人了解了這些像詩一樣的方程的意義以後,對它們的美的感受是既直接而又十分複雜的。它們的極度濃縮性和它們的包羅萬象的特點也許可以用布雷克的不朽名句來描述:

一花一世界,一沙一天國,

君掌盛無邊,刹那含永劫。

這同樣是張首晟最愛的一首詩。在他辭世後,他的家人在聲明中引用此詩,以詮釋他的畢生經歷。

2008年11月,張首晟(右一)帶著他的學生們爬山。供圖/祁曉亮

量子世界的平行人生

初中時,張首晟在閣樓裡讀到了一個故事:本傑明·富蘭克林在暴風雨天,冒著閃電放風箏,將閃電引入到儲電的裝置中,這個故事吸引他走進科學世界,多年以後,張首晟看到了更深一層的含義:除了是科學家,富蘭克林還是一位政治家、企業家、外交家、作家。“這使我深深感到一位科學家應該有更高的社會責任,應該把自己的科學發現變成造福於人類的發明,並且通過企業讓它成為真正造福於人類的科技產品。”他曾在一次演講中說。

張首晟在很多場合都打過一個比方,如果把人類的知識比作一棵樹,那麽每一個學科都是這棵樹上的分支。隨著日益發展,每個學科都越來越專,卻也容易彼此遠離,這就需要我們在研究的時候能看到“根”的所在,找到知識的共通性,並以此來啟發指導我們的研究。換句話講,他認為這個時代缺少跨界的人才。所以,過去一路順風順水的他有了新的志向,跨界投資。

他曾公開表示,“這個真正完美的世界是一個量子的世界,就是量子的一個粒子,它的確是百分百可以平行做兩件事情,量子的世界是平行的,我想我的人生也可以達到這種境界。”

2013年9月,張首晟和他在斯坦福大學的應用物理學博士谷安佳聯合創立了丹華資本,主要關注包括人工智能、大數據、醫療健康、企業級應用、區塊鏈等領域,投資創業階段為早期以及成長期的公司。

張首晟曾做過天使投資。早年間,他與鄰居在看自己的孩子踢足球時聊天,得知對方是研究作業系統的,創辦了一家做虛擬機的公司叫VMcare。張首晟看好這一想法,便給了鄰居一筆天使投資。這家公司後來成為整個全球雲計算的一個機體,最高市值曾達480億美元,這筆投資給張首晟帶來了上百倍的回報。

張首晟與國內多個大學,如清華、上交和北大等都有合作,但他發現,雖然國內商業模式有很多創新,但真正技術上的創新仍然不夠,他認為問題在於跨界工作沒有做好。“科學家有優秀的發明,但是不懂創業和投資。相反來講,投資者受到金融領域的教育,不太能判斷哪些是最優秀的科技項目。”他建立丹華的初衷,是打通兩個橋梁。一是把前沿科技和投資結合在一起,二是把中國和美國結合在一起。

憑借張首晟在科學界的聲望和地位及他與谷安佳在斯坦福深厚的人脈網絡,丹華資本起點很高。2017年,張首晟曾在接受鳳凰財經的採訪時透露,人們所知道的中國幾乎所有的知名互聯網公司,接近80%到90%,都投資了丹華資本。“丹華資本公司從創立初期資產規模的2000萬美元,當前資產規模接近1億美元,接下來將有3億美元的資金投入,此外還將在國內募集10億人民幣。”

今年1月,張首晟在創投圈自媒體42章經組織的區塊鏈主題分享會上做了一次分享,主題是“區塊鏈技術是互聯網世界新的分合轉折點”。他從物理學的角度預測未來區塊鏈的發展,解讀角度新奇,引起業界很多人轉發,其中馬化騰也參與了討論。

2018年,張首晟為區塊鏈做了許多次演講。他認為區塊鏈通過共識機制將無數的個體連接起來,正是因為這個創新點,未來必然會掀起下一輪互聯網革命。據區塊鏈媒體三言財經統計,截至目前,丹華資本以投資包括公鏈、錢包、瀏覽器、跨鏈協定等各類區塊鏈項目共42個,其中已上交易所進行token流通的有15個。2018年2月22日,張首晟擔任美圖公司的獨立非執行董事,提名委員會及薪酬委員會成員。美圖公司對區塊鏈技術關注已久,今年正式涉足區塊鏈領域。張首晟的加入,是美圖布局區塊鏈領域的體現。

然而,2017年還在紅火的區塊鏈,在2018年卻迎來寒冬。有媒體報導,10月,區塊鏈項目破發變得隨處可見,機構投資者入不敷出,甚至一些區塊鏈行業到了欠薪的地步。三言財經提到,以歷史最高價和當前價計算,基於量子鏈發行的項目菩提Bodhi,最大跌幅鋼彈98.1%,15個項目的平均跌幅為92%。

12月7日,丹華資本在網上做出正式聲明,稱丹華美元在區塊鏈的投資所佔資金的比例非常小,而且在早期已經退出大部分,“丹華投區塊鏈達到4億美元,佔基金規模的2/3”的說法與事實不符;丹華始終以第一性原理為原則,在區塊鏈領域,看好的項目都是基於數學算法及技術創新的區塊鏈技術本身。

手機上跳出張首晟辭世的新聞時,中科院物理研究所研究員丁洪正在歐洲出差,他完全不敢相信。近些年,他和張首晟在學術上有過很多次交流。張首晟在他眼中一直是一個樂觀、有激情的人。

2018年11月19日~20日,首屆拓撲量子資訊國際研討會在上海科技大學物質學院舉辦,由張首晟、牛津大學陳宇林與複旦大學王靖擔任聯合主席。但是當天,主角之一的張首晟並沒有出席。實際上,校方原計劃在19日那天,給張首晟主導成立的拓撲量子實驗室舉行揭牌儀式,但因張首晟未到,揭牌儀式也被擱置,最終隻舉辦了研討會。

前來參加研討會的丁洪這才得知,張首晟最近患有嚴重的感冒,伴隨著咳嗽,影響睡眠,原本要來,但是在醫生的勸阻下沒有回國。那天,丁洪還拍了拓撲量子實驗室的照片,在微信上傳給張首晟,並開玩笑說,“我現在在你這裡了,你還不過來。”但對方一直沒有回應。丁洪納悶,以前他給張首晟發微信一般都會收到回復,不過他猜想,可能是張感冒太嚴重的原因。

丁洪與張首晟最後一次見面,是在2018年6月,張首晟邀請他去斯坦福做學術訪問。那天晚上,他和張首晟夫婦及斯坦福的另一位教授一起吃飯。飯桌上大家從國際局勢、聊到歷史文化,再閑聊到遊樂,丁洪沒有發覺到他有任何異樣。“或許這事情太私密,只有最親近的家人才知道。”

但是,張首晟的家庭發言人Sean McCormack在對《中國新聞周刊》的回復中提到,直到現在,他的家人才明白張首晟在跟抑鬱症作鬥爭。在此之前,即便是最親近的人,也很難發現親人的痛苦和掙扎。

12月9日,楊振寧致信《光明日報》,回顧張首晟的科研歷程和卓越成就。他在文末提到,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。

10年前,張首晟帶著還在做博士後的祁曉亮等10多個學生一起爬山時留下一張合照。照片裡,站在山頂的他們背對鏡頭,迎著太陽眺望遠方。12月8日,祁曉亮把這張照片發在朋友圈,配文說,“我很喜歡這張照片,我們的目光穿越群山,跟著張老師一起眺望遠方的太平洋,眺望未知的永恆之美。我一直覺得,人的趨勢就像穿過黑洞的視界。張老師就在遠方,地平線的那一邊,我們再也無法看到他,他卻還能看到我們。”

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