斯坦福大学教授哀悼张首晟去世:学界的巨大损失 - 小众知识

斯坦福大学教授哀悼张首晟去世:学界的巨大损失

2013年01月27日 14:18:05 苏内容
  标签: 斯坦福/华裔/中科院
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12月6日消息,斯坦福大学现任教授史蒂文·基佛尔森(Steven Allan Kivelson)发邮件表达沉痛哀悼著名美国华裔科学家、斯坦福大学物理系教授张首晟的去世。

史蒂文在邮件中表示,张首晟首晟是理论物理领域长期以来做出杰出贡献的跨学科领袖,他用数学方法来解决复杂的现实问题,在研究领域有许多开创性贡献,并指导了很多学生,他的去世对所有人来说都是不可名状的损失。

张首晟12月1日去世。享年55岁。2007年,张首晟发现的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为当年的“全球十大重要科学突破”之一。张首晟是美国科学院院士、中科院外籍院士。

史蒂文·基佛尔森是一位美国理论物理学家,因其对凝聚态物理学的几项重大贡献而闻名。他目前是斯坦福大学的Prabhu Goel Family人文与科学学院物理系教授。在2004年加入斯坦福大学之前,他是加州大学洛杉矶分校的物理学教授。

以下是悼念邮件全文:

亲爱的同事们:

上周六晚,我们的同事张首晟突然去世。

这是个巨大的损失。首晟是理论物理领域长期以来做出杰出贡献的跨学科领袖。他对真理的追求和用优雅的数学方法来解决复杂的现实问题(物理及物理领域之外的问题),他对许许多多聪明学生们和学术文献的指导,以及他在研究领域的许多开创性贡献,定会刻在他的纪念碑上。

正如你们中的许多人一样,我失去了一位挚友。他对新生事物的热情极富感染力,对探索各种学科的思想和对学术的热爱,随着他悲剧的结束重新凝聚在一起。你们中那些认识他的人也会记得他和他家庭的亲密有爱的关系,以及他一直以来引以为傲的孩子:Brian和Stephanie。当然还有他的青梅竹马和一生挚爱,Barbara。关于首晟的去世,我也将对他的至亲的说明附在下面:

这对我们所有人来说都是不可名状的损失,当更多信息可披露时,我们会告知大家。因为我们都在努力处理这个令人痛苦的消息。斯坦福大学的心理咨询服务中心,全体教职员帮助中心,博士后事务中心,和宗教生活办公室等都将提供帮助和支持。

请伸出援助之手为你周围的人提供支持。

沉痛的,

史蒂文·基佛尔森



以下为家属讣告译文:

我们非常悲痛地通知你们,在与抑郁症斗争后,我们深爱的首晟于12月1日(上周六)意外离世。

虽然许多人知道首晟是一位著名的科学家和思想家,但我们了解并爱他是因为他是我们亲爱的丈夫和父亲。首晟珍视和家人在一起的美好时光,他会尽一切可能与我们在一起。在我们全家一起度假的时候,他喜欢带我们去地球上最美丽的自然景观,和我们分享参观的每个地区的古代历史故事,并鼓励我们的最新想法和兴趣。受他希望通过科学研究来见证上帝荣耀的激励,首晟给全世界带来了一种富有感染力的好奇心。由威廉·布莱克撰写的下面诗篇是他的最爱,诠释出他一生探索和发现美的使命:

一沙一世界,

一花一天堂。

双手握无限,

刹那是永恒。



以下内容为2017年澎湃新闻与张首晟的电话专访:

近日,在张首晟、何庆林、寇煦丰、王康隆等4位华人科学家的带领下,中美科研团队实现了物理学里的重大突破:找到了正反同体的“天使粒子”——手性马约拉那费米子模。国际物理学界追寻马约拉那费米子已有80年。

研究成果发布在《科学》杂志上后,论文通讯作者之一、美国斯坦福大学教授张首晟成为媒体关注的焦点。有媒体文章认为,张首晟在物理学取得的成就,足以为他赢得诺贝尔奖,获奖只是时间问题。针对这样的观点,张首晟在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)电话专访时进行了回应:“我在国内工作了很长时间,也和国内媒体、科学界有过很多的接触。我现在发现一个现象,一旦有重大的科学发现,始终会听到两个问题。第一个问题是这个科学发现到底有没有用,第二问题是这个科学发现能不能得诺奖。我觉得这两个问题问得都不恰当,也是不合适的。”

54岁的张首晟说,自己的偶像是爱因斯坦,而翻看爱因斯坦获得诺贝尔奖的经历可以发现,爱因斯坦是在解释光电效应18年后才获得诺贝尔奖的。

“如果外界整天只想问科学家这两个问题,而他们也认为这是科学动力的话,我想绝大多数人会对这个结果失望的。”张首晟告诉澎湃新闻。

现在,张首晟除了担任斯坦福大学教授外,还成立了投资公司,其创立的丹华资本已经在美国、中国进行投资。

“天使粒子”以及“马约拉纳费米子”

要解释张首晟团队这次的发现,首先得追溯到1928年。当时,物理学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)做出了一个惊人的预测:宇宙中的每个基本粒子都有一个与其对应的反粒子——电荷相反的“双胞胎”。当粒子与反粒子相遇时,它们会湮灭,同时释放出一股能量。这一预测随后被实验证明。

接着时间推进到1937年,意大利理论物理学家埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana)在他的论文中提供了另一种预测:在一类被称为“费米子”的粒子(包括了质子、中子、电子、中微子和夸克)中,应该有一些粒子,自己就是自己的反粒子,并可以用一个波动方程来描述。不过可惜的是,马约拉纳在做出这一预测后,自己也神秘消失了。至此,人类也踏上了寻找这一神奇粒子的漫长过程。

虽然凝聚态物理实验一般无法直接观测到真正的“基本粒子”,但实验中产生的特定现象,符合“基本粒子”的特征表现,可以说是非常重要的“准粒子”。张首晟团队这次在拓扑绝缘体和超导体组成的系统中发现的手性马约拉纳费米子,就符合马约拉纳费米子的波动方程,能有力证实这种“天使粒子”的存在。

在张首晟的团队之前,也有许多科研团队在寻找“马约拉纳费米子模”,其中就包括上海交通大学教授贾金锋团队。2016年6月,国际顶级物理学刊物《物理评论快报》(Physical Review Letters)在线发表了贾金锋教授及其合作者的论文。论文中,贾金锋团队通过巧妙的实验设计,率先观测到了在涡旋中的马约拉纳费米子的踪迹。

那么这次,张首晟团队的研究与之前的一些科学探索又有哪些不同?“我们这次的发现是和以前的零能模不一样,我们发现的粒子, 它既是一个波也会动,是真正满足马约拉纳波动方程的粒子。”张首晟告诉澎湃新闻。

阐述各自实验的不同前,或许大家需要对观测“马约拉纳费米子”有个判据,即在什么样的条件下,才算是成功观测到“马约拉纳费米子”。麻省理工学院物理学教授李雅达提出了一个评判标准:在实验中,需要测到奇数个马约拉纳零能模;并且微分电导应达到量化值。

依据这个实验判据,张首晟认为:“如果是用100分来表示李雅达判据的话,那么以前的实验做到了1-10分,但我们团队做到了99-100分。”

“11年3次预言正确,这是我最辉煌的11年”

都说任何科学成就都不是一蹴而就的,据张首晟介绍,这次能完成找到“马约拉纳费米子”,自己用时11年。

“11年其实不算长,但我们三次预言成功。这个在我的人生当中,以后回忆或许是最辉煌的11年。”张首晟说。

在采访中,张首晟把自己的研究比作做蛋糕。这个“蛋糕”在2006年就开始做了,也就是张首晟的“成名作”拓扑绝缘体。2007年,德国的实验小组在拓扑绝缘体中验证了张首晟所预言的量子自旋霍尔效应。

到了2008年的时候,张首晟的理论小组就想“把蛋糕做得更好一点”,准备在里面放一些“草莓”。这些“草莓”是一些磁性材料。当时他们预言拓扑绝缘体加入磁性材料后,会观测到量子反常霍尔效应。2013年,清华大学薛其坤教授验证显示,果然如此。

2010年,张首晟团队又在蛋糕里面,加了一些“奶油”,而奶油就是超导体。“我们的理论当时就是预测说你做出了蛋糕,加了草莓,加了奶油后,就会发现手性马约拉纳费米子。蛋糕从上面看是一个二维的,它有个边缘。那马约拉纳费米子出现时只会顺时针走, 不会逆时针走。它既是粒子,也是波,在这个意义下它就是手性马约拉纳费米子。”张首晟说。最终的实验结果也没让张首晟失望。

在11年的科学探索中,张首晟曾在2014年无限接近诺贝尔物理学奖。当时,汤森路透给出的物理学奖热门人物就有张首晟。可惜,张首晟与那年的诺贝尔奖擦肩而过。

“我觉得当时的预测是客观分析,但和我主观意识其实没有很大联系。对我自己个人来说,就不应该做这样的预测。我可以非常肯定的告诉你,得不得诺奖对我来说不那么重要。如果一个科学家整天想着得奖的事情,我觉得他不会有很大的成就,而且每天都会过的非常漫长。但如果你把科学探索想成一个探险,把大自然想成一个艺术品,你的预言,大自然居然都帮你实现了,那你每天都会过得非常享受。”张首晟告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn)。

投资人与学术研究

或许是受斯坦福大学浓厚的创业氛围影响,2013年9月,张首晟与自己的学生谷安佳一起,创立了丹华资本(Danhua Capital)。据张首晟介绍,“丹”取之于斯坦福,“华”取之于中华,意在成为中国连接世界创新创业的发源地——斯坦福大学和硅谷的高速桥梁。以斯坦福和硅谷为核心,丹华资本专注于投资美国最具颠覆性和影响力的科技成果和商业创新。根据PitchBook的资料显示,丹华资本的投资组合中的“独角兽”已有9个。

“目前,丹华资本在斯坦福附近有2期美元基金,北京也有1期10亿元的人民币基金。”张首晟说。尽管成立才4年,根据crunchbase资料,丹华资本已经对58家公司进行了77笔投资。

在众多的投资领域中,张首晟告诉澎湃新闻,自己非常看好人工智能在垂直领域里的发展潜力。在其投资的公司中有做自动驾驶的Auto-X,也有做利用人工智能算法防止金融数据诈骗的公司,以及利用大数据挖掘开发更好的教育产品的公司。

“在选择公司时,我会更看重所在领域的技术是否前沿,以及这个公司团队是不是有快速学习的能力。现在,许多投资都是我最后拍板决定。”张首晟说。

一边是做学术研究,一边是做投资。对于这样的双重身份,张首晟乐在其中。他告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn),虽然自己的偶像是爱因斯坦,但他也想成为达·芬奇、富兰克林这样的人。

“我觉得在达·芬奇和富兰克林身上,我看到了科学家的不同方向。他们既有伟大的科学研究,又在艺术、商业甚至政治上有自己的成就。”张首晟说。



张首晟教授简介:

张首晟祖籍江苏高邮,出生于上海,1978年考入复旦大学。1980年赴德国柏林自由大学留学,1983年获硕士学位。后赴美国纽约州立大学石溪分校深造,1987年获博士学位。毕业后在加州大学圣芭芭拉分校从事博士后研究。后前往IBM担任高级研究人员。1993年起任教于斯坦福大学。1999年被聘为长江学者讲座教授,任清华大学高等研究院客座教授。2004年出任IBM-斯坦福自旋电子学研究中心主任。

1992年获全球华人物理学会杰出青年科学家奖,1993年获IBM研究部杰出创新奖。由于他在拓扑绝缘体等领域上的杰出贡献,他先后获得过古根海姆基金奖(2007年)、洪堡研究奖(2009年)、欧洲物理奖(2010年)、古登堡研究奖(2010年)、求是杰出科学家奖(2011年)、奥利弗·巴克利凝聚态物理奖(2012年)、狄拉克奖章(2012年)基础物理学奖“物理学前沿奖”(2013)等奖项。2014年获选汤森路透引文桂冠奖,被视为诺贝尔物理学奖的有力人选。

此外,他还是美国物理学会会士(2006年)、2009年入选中国国家“千人计划”、美国文理科学院院士(2011年)[4][7]、中国科学院外籍院士(2013年)、美国国家科学院院士(2015年)。

他领导的研究团队于2006年提出的量子自旋霍尔效应被《科学》评为2007年“全球十大重要科学突破”之一。

北京时间2013年3月15日,《科学》(Science)杂志在线发文,宣布中国科学院薛其坤院士领衔的团队在实验上首次发现量子反常霍尔效应。(中国科学院薛其坤院士领衔的团队包括:清华大学物理系薛其坤、王亚愚、陈曦、贾金锋,中科院物理所何珂、马旭村、王立莉、吕力、方忠、戴希以及斯坦福大学/清华大学张首晟等一起共同攻关完成的。)

张首晟为斯坦福大学物理系终身教授,美国国家科学院院士,美国艺术与科学学院院士,中国科学院外籍院士。2007年,张首晟发现的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为当年的“全球十大重要科学突破”之一。

在学术领域之外,张首晟还在2013年创立了丹华资本,专注于投资美国最具颠覆性和影响力的科技成果和商业创新。丹华资本介绍称,其关注的投资领域涵盖人工智能、虚拟/增强现实、大数据、区块链、企业级应用等具有颠覆性的新兴技术。投资阶段主要为早期以及成长期。

附:张首晟教授简历:

斯坦福大学物理系终身教授,美国国家科学院院士,美国艺术与科学学院院士,中国科学院外籍院士。

1978年,在没有读过高中的情况下,15岁的张首晟直接考入复旦大学物理系。

1983年获德国柏林自由大学学士学位。

1987年获纽约州立大学石溪分校博士学位。

1987-1989年任美国Santa Barbara理论物理研究所博士后研究员。

1989-1993年任IBM阿尔玛登研究中心高级研究员。

1993年受聘于斯坦福大学物理系。主要研究领域凝聚态物理,其中重点是拓扑绝缘体,在高温超导、量子霍尔效应、自旋电子学、强关联电子系统等研究方向上取得了大量国际一流的原始创新成果。因其对量子自旋霍尔效应和拓扑绝缘体的开创性研究。

1995年,年仅32岁的张首晟被聘为斯坦福大学物理系教授,成为斯坦福大学最年轻的终身教授之一。

2010年获欧洲物理奖 (Europhysics Prize)。

2012年获美国物理学会Oliver Buckley奖。

2012年荣获联合国教科文组织下属的国际理论物理学中心狄拉克奖 (Dirac Medal and Prize)。

2013年获物理前沿奖(Physics Frontier Prize),与著名物理学家霍金一起登台领奖。入选中国科学院外籍院士。

2014年,荣获富兰克林奖 (Benjamin Franklin Medal)。该奖历届得主有科学巨人爱因斯坦、居里夫人(MadameCurie)、霍金(StephenHawking)、杨振宁,与116位诺奖得主,还有发明大师爱迪生(ThomasEdison,电灯发明者)、特斯拉(NikolaTesla,交流电网发明者)、贝尔(Alexander Bell,电话发明者) 与莱特(OrvilleWright,飞机发明者)。

2015年,入选美国科学院院士。


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