師生情：今年張首晟、余曉帆夫婦與楊振寧先生合影
編者按：
斯坦福大學物理學家張首晟曾為楊振寧先生的博士學位研究生。楊振寧先生在張首晟去世後，再度表明他認為張首晟應該獲諾獎。楊先生的解釋提到張首晟應該與一位美國科學家和一位德國科學家共享諾獎。有些人認為這是楊先生愛學生心切而拔高張首晟的成就。無獨有偶，著名國際科學雜誌《自然》報導，近幾年張首晟都被一些科學家認為是諾獎鍾意者之一。《知識分子》今介紹《自然》反映的國際評價，並全文轉載楊振寧先生對張首晟的惋惜。
國際物理學家對張首晟的評價
《自然》雜誌享有很高的國際聲譽，它每期除了發表重要研究論文，也有科學方面的新聞和評論等部分。有時也選擇報導少數科學家去世的新聞。2018年12月8日，它報導了世界著名物理學家、斯坦福大學教授張首晟的去世。
《自然》不僅指出國際科學家認為張首晟具有獲諾貝爾物理獎的可能性，而且專門報導了德國維爾茨堡大學（Universit?t Würzburg）的Laurens Molenkamp和美國賓州大學Charles Kane分別對張首晟的高度評價。
Molenkamp和Kane正是楊振寧先生認為應該與張首晟共享諾獎的學者。楊振寧先生是偏愛自己的學生，還是在科學判斷力方面繼續保持高品質，《自然》的報導可以明確證明。當然，如果還有人對華人永遠懷疑，Molenkamp和Kane獲獎的那天將完全證明楊先生的準確判斷。
楊振寧先生明確指出，張首晟可以獲獎的工作是他2006年對量子霍爾效應相關重要貢獻，《自然》則是著重拓撲絕緣體——實際是同一工作從理論和實際方面的講解。
2015年的Franklin獎給了張首晟、Kane及其合作者Eugene Mele，2019年的突破獎給了Kane和Mele。張首晟去世後，不排除有可能Kane、Molenkamp和Mele也是一種未來諾獎的組合。
“理論物理之最佳”
Kane稱讚張首晟有“把深刻的理論之美與現實世界的材料和實驗相結合的非凡能力。我認為這是最佳的理論物理”。
《自然》與楊振寧一樣指出，Molenkamp是用實驗證明張首晟和Kane理論的實驗室之一。Molenkamp還讚揚張首晟幫助其他人超乎尋常。
德國得累斯頓的馬普研究所材料科學家Claudia Felser感謝張首晟對她自己科研和生活的巨大影響：不是碰到張首晟，她不會研究拓撲學。而張首晟還促成她的婚姻。
張首晟的其他物理學研究也非常好，但在其生前尚未達到物理學界認為應該獲獎的程度。不過，我們如何能夠知道天才的科學家如果繼續集中精力研究物理，還可以出現多少美麗燦爛的科學成就？
楊振寧-張首晟的師生佳話
1957年楊振寧先生與李政道先生共享諾貝爾物理學獎，打破了華人諾獎此前的零記錄。
1980年，張首晟赴德國柏林，五年半獲得了自由大學的學士和碩士學位。自由大學教授、華人物理學家孟大中先生做過張首晟的老師，對這位聰明的少年讚不絕口。1983年，張首晟到楊振寧所在的美國紐約州立大學石溪分校攻讀博士學位。楊振寧先生是非常特別的老師，對張首晟的指導超出一般的老師。他勸張首晟改研究方向，不研究自己的方向而研究凝聚態物理，認為更有突破的前景。物理學的發展證明了楊振寧先生判斷的前瞻性。張首晟在楊振寧指導下換了研究方向，後來真的在凝聚態物理領域做出重要貢獻。
張的才華出眾，在博士研究生期間就涉獵兩個差別很大的領域（超引力和凝聚態）。
張首晟對楊振寧先生一直感恩，即使在他功成名就之後也非常感激楊振寧先生，曾經專門撰文敘述楊振寧先生通過長信與他討論物理學問題。他們作為不是簡單師生關係而又勝似一般師生關係的特殊一對，成為華人科學家師生的一段佳話。
楊振寧先生痛失愛徒
張首晟的突然離世，讓楊振寧先生不勝悲痛和惋惜。幾天之後，楊先生發表了他對張首晟最重要研究工作的文字評價。《光明日報》首先報導，《知識分子》得到楊振寧先生確認，全文如下：
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：銅為什麽能導電，而橡皮就不能？為什麽水會結冰，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 Pennsylva年) 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12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11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。
世界不求十全十美的人
我們華人不經意就流露出認為、希望或要求科學家十全十美，特別是傑出科學家。這是不切實際的。世界歷史上有沒有過出現十全十美的科學家恐怕都是疑問。偉大如牛頓、愛因斯坦，都可以找到不是十全十美之處。
張首晟教授無疑為物理學做出了舉世聞名的貢獻，也為人類文明貢獻了自己的一份。
《知識分子》編輯部同仁與國際物理學界和華人科學界一道共同為張首晟的英年早逝感到深切的悲痛。
《自然》報導的翻譯
理論物理學家、物質拓撲態研究的先驅張首晟於12月1日離世，享年55歲。在一份12月6日由他的朋友與合作者發布的聲明中，張首晟的家人稱他生前曾與抑鬱症抗爭。
在斯坦福大學任教的張首晟是第一個“弄明白”一些長久以來被認為是絕緣體的材料是如何實現外表面導電，並用詳細的計算做出預測的物理學家之一。產生這種現象是由於電子的量子態可以形成一些在擾動下保持穩定的結構，類似於一個可以被松開或扭轉但不能被解開的繩結，其特性可以被拓撲數學描述。這些材料被稱為拓撲絕緣體。
張首晟曾與德國維爾茨堡大學的實驗物理學家Laurens Molenkamp以及其他致力於實現他的預測的研究人員一起合作。他曾獲得了眾多獎項，並且在很多年裡，被許多研究人員列為他們心中的諾貝爾物理學獎的有力競爭者。
“他有著不同尋常的能把理論之美與現實世界的材料與實驗相結合的能力。於我而言， 這就是理論物理最好的歸宿。”同樣是這一領域先驅的賓夕法尼亞大學理論物理學家Charles Kane這樣評價張首晟。
Molenkamp以及其他人都記得張首晟是一個總是超越自己的專業角色去關懷他人的人。“我知道許多人都有一些個人問題，而張首晟總是幫助他們，”Molenkamp這樣說。
張首晟1963年出生於上海，之後他赴德國留學後又前往美國。最近幾年，他還投身於金融領域並且開辦了一家風險投資公司。
但是他所幫助發現的物理領域，在近十年裡實現了真正的繁榮。在Kane寫給《自然》的郵件中，他這樣評價張首晟：“除了他開創性的科學貢獻，我很感激他不知疲倦的長官，他的長官在拓撲絕緣體領域的發展起著至關重要的作用。”
張首晟也持續不斷地構想出關於物質拓撲態的新想法，因為他們模擬了基本粒子的行為，其中就包括最先由意大利物理學家Ettore Majorana提出假想的“馬約拉納態”，具有這種狀態的粒子是自身的反粒子。具有馬約拉納態的粒子被認為是作為未來量子電腦基礎的極具前景的候選粒子。而就在十月份發表的一篇論文裡，張首晟與他的合作者描述了一種比之前的方法更加簡單的可以使馬約拉納子變成現實的方法。
德國馬普所的一位材料科學家Claudia Felser感歎張首晟對她的人生有重大的影響，其中包括促成了她的婚事，同時也影響了她的職業生涯。“如果沒有遇見他同時受到他的啟發，我永遠不會研究拓撲，他是一個傳奇。”她這樣評價張首晟。
感謝周卓玲、廖曉伶、董潔林的幫助。
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