物理学家名人故事：张首晟

　　泰斗级物理学家杨振宁曾经这样评价自己的学生张首晟：“他获得诺贝尔奖只是时间问题。”
　　在此之前，张首晟已经在2010年获欧洲物理奖，2012年获美国凝聚态物理最高奖奥利弗巴克利奖，2012年获得狄拉克奖，2014年获美国富兰克林奖，诺奖也被提名候选人。
　　过去的2017年，张首晟团队又公布出了新的研究进展，发现了正反同体的天使粒子——Majorana费米子，要知道，为了寻找这一神秘粒子，整个国际物理学界已经花费了80年的时间，天使粒子的发现或将为量子计算带来革命性影响，从基本科学发现到技术应用的时间进一步缩短。
　　所以今天的故事主角是张首晟。
　　1963年，张首晟出生于上海，那是记忆里的红色年代，3年后的文革大潮席卷了中国，高考中断，各类劳动锻炼侵占了课堂，黄浦江边亦未能幸免，很多知识分子的命运开始跌宕起伏，偶尔读一本外国书都可能会被认为是走资派，打倒批判。
　　张家在静安区的祖屋有一处阁楼，对于幼年张首晟来说那是一处奇妙之地，是没被红色浪潮拍打的自由空间。张首晟在阁楼里发现了爷爷辈儿的大学毕业文凭，伯父的大学毕业年册，类似《西方哲学史》、《西方艺术概论》等书籍也是不一而足，从康德到黑格尔，从达芬奇到罗丹，从杨振宁到李政道，从艺术到科学，不一样的启蒙教育在阁楼里点亮。
　　白天在教室里学习各类印着领袖语录和最高指示的课本，回到家里，则一头扎在阁楼阅读各类怪书，这是张守晟童年记忆里最幸福的事。十年光阴，上海滩上一批又一批青年响应伟大领袖的号召，去更广阔的天地里自我改造，张首晟则在沉静缄默的阁楼里度过青葱岁月，汲取知识的营养，向往大学的生活。
　　转眼到了1976年，阁楼外的世界正在酝酿一场全新变革，未雨绸缪的父亲给13岁的张首晟买了一套高中自学教科书，数学物理化学等一应俱全，没想到就靠这套书他就自学成才了。
　　1978年的高考，是文革后恢复高考第一届，上海允许初中毕业生直接参加高考，每个区仅限10个名额，还要通过预赛后方能获得高考资格。张首晟不仅顺利过关，还如愿以偿拿到了复旦大学的录取通知书，成了别人眼里的天才。
　　“我的初中学校很差，如果按部就班再读普通高中，也许结果就和今天不一样了，人生的成就总是跟你一些十字路口上的选择有关。”张首晟回忆说。
　　到了复旦，少年大学生张首晟几乎没有迟疑地选择了物理系。只因为“初中时，在很封闭的情况下，我们都知道杨振宁、李政道获得诺贝尔奖，为中华民族争了一口气。大学时选择理论物理专业，就是冲着他们的榜样力量。”当然，此时张首晟还不知道，他以后会与杨振宁有一场师生缘分。
　　天才的人生总是不同寻常，在复旦的第一学期刚结束，一日，张首晟正在宿舍里自习，班主任突然上门，告知他将被选派前往德国柏林大学深造，张首晟成绩优异，已被学校列入留德学生的内定人选，经过德语培训之后，1980年，没有高中文凭也还没大学文凭的张首晟就这样踏上了留学德国的旅程。
　　80年代冷战之下的柏林墙还高高耸立着，东边的柏林大学有一些师生为了自由而翻墙来到西柏林，建立了柏林自由大学，与东柏林的老柏林大学遥相对应，张首晟就在柏林自由大学里就读。那一批出国留学的孩子都很刻苦，加上自身的天分，张首晟花了三年时间就完成了学业，要知道一般人都要花五到七年的时间才能毕业。
　　尽管学业有成，但理论物理就业前途较窄，留学期间，年轻的张首晟也一度陷入迷惘，未来要干什么？
　　1981年的一个暑假，没有方向的他踏上了当时颇为流行的搭便车之旅，借着免费的顺风车环绕了德国一周。一天，张首晟来到哥根廷大学附近的一片墓地，很多德国著名物理学家长眠于此，每个人的墓碑上，墓志铭都镌刻着其生前发现的一道公式。如Heisenberg的墓志铭是Heisenberg测不准原理的公式，马克斯玻恩是其对波函数概率的一个分析，Otto Hahn的墓碑上是一道核反应公式······
　　张首晟被深深地震撼了：“一个朴素的墓碑，一个简单而普适的公式，这才是人生最高境界，这些公式与全人类同在。从此之后，我决定要把自己毕生的精力贡献给物理学研究，特别是理论物理学的研究。”
　　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，如愿以偿师从自己的偶像杨振宁。张首晟很兴奋地向杨振宁阐述自己的学术构想，出乎意料的是，导师杨振宁并没有建议他从事统一场论和基本粒子的研究，而是希望他研究凝聚态物理，此时的凝聚态物理还是尚待开发的全新领域，虽然抱有疑问，但他还是听从了老师的建议。而在今天看来，凝聚态物理在物理学领域中发展得最快，这也体现了杨振宁三十年前的长远目光，同时，杨振宁带领张首晟进入了新的科研境界。
　　杨振宁曾教导他说：“在最高的境界上，科学跟艺术，科学跟美，主观、客观是统一在一起的，F=ma、E=mc就是描写大自然的最美丽的诗句。”
　　1987年，孤身出国7年后，张首晟终于获得了博士学位。毕业后他并没有立刻去申请教职，而是去了IBM做高级研究员，此时他在半导体领域已经颇有建树，也受到了当时为斯坦福大学物理系主任、美国第12任能源部部长朱棣文的赏识。于是1993年他就到了斯坦福任教，1996年年仅33岁的张首晟被评为了斯坦福终身教授。
　　当然，让张首晟名声大噪的还是他后来提出的两项研究成果：拓扑绝缘体理论的材料实现方案和量子自旋霍尔效应，以及最新发现的天使粒子——Majorana费米子。这是些什么东东外行人并不好理解，我们只需要知道这都是量子计算领域最前沿的材料和量子规律研究。
　　张首晟曾用一个简单的比喻来解释它复杂的原理。“电子在芯片上的运动，就像汽车在集市里行驶，汽车对碰撞产生热量，正如电子之间碰撞发热一样”；而“拓扑绝缘体”为电子搭建了高速公路，让他们能够在一条一条的单行道上运行，从而不会相互碰撞和产生热量。如果用这类材料制造的电子设备，性能会大幅提高，这有望真正催生和普及应用量子计算机。
　　由于张首晟在理论预言和实验观测领域的开创性贡献，之后连续收割了一波殊荣。2010年荣获欧洲物理奖，2011年，荣膺美国艺术与科学院院士，2012年他先后获得凝聚态物理领域的最高荣誉“奥利弗巴克利奖”和国际理论物理学领域最高奖“狄拉克奖”，2014年获美国富兰克林奖，当初的阁楼少年已然成为了业界举足轻重的华裔理论物理学家。
　　然而，人生不止于此，张首晟还有另一重身份是硅谷知名的风险投资家。斯坦福大学有着悠久的创业传统，张首晟也深受学校浓厚创业氛围的影响。他在斯坦福大学任创业导师，帮助多位学生创办公司，并作为天使投资人，成功的投资了VMware。VMware的创始人Mendel Rosenblum是斯坦福计算机系的副教授，和张首晟是同事兼邻居。5年后，VMWare被EMC收购，后来又在纽交所上市，如今市值已超过500亿美元，这笔投资给张首晟带来了上百倍的回报。
　　有了成功的投资经验，张首晟发现从斯坦福大学出来的创业公司，成功率比一般的创业公司高很多。他不禁想到：“何不系统地来做投资，专注于从斯坦福大学出来的创业公司呢?”
　　于是几经思考，2013年9月，张首晟创立了丹华资本，如今拥有数亿美元的基金规模，更多专注在斯坦福和硅谷这个圈子里，投资方向涉及大数据、企业智能、虚拟现实、人工智能、机器人、移动互联网、金融技术、生物技术等多个高增长的新兴领域，享誉硅谷。“丹”意为斯坦福，而华则取自中华，表达了自己立足斯坦福创新科技研究和投资之外，还有报效祖国的心愿，搭建中美之间高新技术研究和产业联动的桥梁。
　　此外，用科学的眼光搞投资也成为张首晟和丹华资本的一大优势，他们走在科研领域的最前沿，看到的科学潜力是别的投资家所看不到的，这种本领却恰恰是当下社会最需要的。
　　张首晟喜欢用第一性原理做风投：简单（simplicity），普适（universality），许多踌躇满志的ceo对他侃侃而谈自己的项目如何厉害时，调查报告显示份额可以有多大时，张首晟往往会提出怪要求——请关掉ppt，走到黑板前，不要背第三方调研的数据，而是凭借自己对项目、行业、产业的清晰的理解和认识，估算出市场等关键数据的数量级，展示自己的逻辑。
　　“这其实有点像我们做物理研究，更习惯于在黑板前，用自己的知识和思维角度得到自己的答案。”张首晟说，如果这位经受考验的CEO可以做到，那将非常加分，跨界的视野看世界，科研和教育同样有帮助，据说，他也用类似的办法选自己的学生。
　　从高冷的科学精神到充满金钱与欲望的风险投资，这个事听上去还是风牛马不相及，但是对于张首晟来说，无非是要证明一个公式：成功的斯坦福创业公司=优秀团队+创新性技术或商业模式+广阔市场。他认为“大道至简”是真理的共通点，用科学的理念来带动投资也是一项历史使命，跟科学家的身份并不矛盾。
　　“如果将整个人类知识看成一棵大树，那它现在是在非常丰茂地成长，这是非常可喜可敬的；但是它有一个缺点，枝与枝之间距离会越来越远。所以我们想在某个领域有作建树，成为一个专家，须非常专注于该领域，这样确实对整个大树的丰茂有益处，但就不能看出枝和枝之间的距离，所以我们还是需要寻根。如果你一直用寻根的办法思考问题，并在任何表面现象中进行思考和抽象，这对你做任何事都很有帮助。”
　　在张首晟的眼里，真正完美的世界是一个量子的世界，即量子的一个粒子可以百分之百平行去做两件事情。
　　“量子的世界是平行的，我想人生也可以达到这种境界，那就是你在同时做时所创造的价值比做每一件事都来得高，并且可以把每件事做得更好。”
　　他说，未来年轻人的机会将更多出现在融合领域。