2018年注定是不平凡的一年,因为太多大师离我们远去,从斯蒂芬·霍金,到李敖,再到金庸,我们只能送上一句:“大师,走好!”
“我们发现了一个完美的世界,那里只有天使,没有魔鬼。”
——张首晟
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菁英人物
张首晟,1963年出生于上海,15岁初三毕业提前考入复旦大学物理系78级,17岁留学德国,20岁获德国柏林自由大学硕士学位,同年赴美国纽约州立大学石溪分校师从著名物理学家杨振宁教授,24岁获物理学博士学位。任教斯坦福大学物理系、电子工程系和应用物理系终身教授。他发现的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为“全球十大重要科学突破”之一。先后获取物理界所有重量级奖项,包括欧洲物理奖、美国物理学会巴克莱奖、国际理论物理学中心狄拉克奖、尤里基础物理学奖和富兰克林奖。为美国科学院院士和中国科学院外籍院士。2018年12月1日不幸离世。
原题
转自科技地平线
原编者按:世界著名物理学家、斯坦福大学教授张首晟不幸于12月1日去世,永远定格在英俊潇洒、才华横溢的55岁。在此,我们刊出其家人、同事、朋友等对他的悼念和追忆。
距离诺贝尔物理学奖一步之遥的张首晟教授突然离世,震惊了华人世界。有传言称他从斯坦福大学的楼上跳下,家人已否认,他是在旧金山离世,至于怎么离世,家人称需要隐私。
张首晟在斯坦福大学的同事在一封邮件中称张首晟有抑郁症,在接受采访时,张的家人称张曾在不同时期与抑郁做过斗争,他去世前最后一句话是给家人的“我爱你们”。
张的家庭发言人表示:“可悲的是,我们知道即便是最亲近的人也往往难以觉察所爱之人曾经有过的挣扎。”
其数学专业毕业的妻子余晓帆,贴出丈夫于2017年2月14日“情人节”给她的贺卡。张首晟、余晓帆5岁时第一次见面,14年后开始恋爱,24岁结婚,正如贺卡所描绘,青梅竹马。
青梅竹马细语长,
两小无猜雀羽赏,
网场健步容姿洒,
云游丽畦镜花双。
晨光千里映晓波,
孤帆欲穷依山亭,
今生有此雀羽缘,
何问明月几时有。
2017年2月14日情人节,张首晟写给余晓帆的贺卡
张首晟、余晓帆全家福。哈佛毕业的儿子和儿媳、斯坦福大学的女儿
物理学家的身体会消亡,但他们的思想将永存。在哥廷根埋葬着许多伟大科学家的一个墓地,年轻的张首晟找到了人生的使命。
余晓帆:
“两情若是久长时,又岂在朝朝暮暮。天堂再见!”
张首晟在Stony Brook后期的导师、在斯坦福的同事和好友Steve Alan Kivelson致信斯坦福师生:
“首晟的离开是一个令人震惊的损失。长期以来,首晟都是理论物理学领域的思想领袖,他因其非凡的创造能力,对精确、优雅数学能够阐明物理学内部与外部复杂的现实世界的问题的信念,以及对许多优秀的学生和博士后的关照而广受爱戴。他对这一领域的许多开创性贡献无疑将成为纪念他的丰碑。
像你们中的很多人一样,我失去了一位挚友,他对新经历的热情,对探索所有学科思想和学术的热爱,与他的悲剧结局是不可调和的。认识他的人,也会记得他与家人亲密而充满爱的关系,对于他优秀的孩子Brian和Stephanie,当然还有他青梅竹马的爱人Barbara,他是多么自豪。”
张首晟/余晓帆夫妇的朋友、生物学家廖晓伶:
“到现在还不愿意相信!首晟,怎么可能? 我们都亲眼目睹你对家人的爱,耳边回响你爽朗的笑声,欣赏你的博学多识,感受你对知识的好奇。怎么一下子就成了过去呢?你是一个太希罕的品种,一个太独特的人!一定是天妒英才了。请你走好,天堂里从此有你的笑声!”
斯坦福大学生物系教授、美国科学院院士骆利群告诉《知识分子》:
经过一个长夜,我醒来之后第一件事依旧是想着关于首晟的点滴。
我到斯坦福不久就认识了首晟以及他们一家,到现在已经二十多年了。每个人都知道他是一位杰出的物理学家,但是他还是我知道的二十一世纪罕有的博学者之一。首晟对于这个世界上的很多事情都保持着极大的好奇,同时会针对一些关键论点提出深刻的问题,并且可以在很短的时间内抓住问题的本质。他的这些特质体现在了我和他在这些年的对话中,这些对话包括他渴求向我学习生物和神经科学,或是给我解释物理及机器学习(他最近的几个兴趣之一)。
对于他的两位杰出的子女Brian与Stephanie以及儿媳Ruth来说,首晟是一位宠爱且自豪的父亲。对于与他青梅竹马, 两小无猜的妻子Barbara来说,首晟是一位深爱她的丈夫。这么多年来,他们依然用上海话交流。
首晟同时也是一位优秀的诗人。我的妻子晓伶曾向我展示过首晟写给Barbara的两首中文诗,其中一首写于2017年的情人节,讲述了他们俩的爱情故事,也表达了他对于Barbara和儿女的温情。他写得是如此优雅,展示了首晟作为艺术家的一面。
我对于不得不用过去式来写上面的内容感到无比悲痛。这个世界失去了一个才华横溢的头脑,人类失去了一位优秀的成员。(原文为英文,《知识分子》翻译)
物理学家、中国科技大学教授潘建伟:
首晟老师尽管年长我不多,在物理上却是我们老师辈的杰出人物。首次面对面认识他是十八年前在普林斯顿大学庆祝Wheleer九十周岁生日的会议上,感觉他为人很谦和,交谈间他再三叮嘱,如我去斯坦福访问一定要联系他。后来多年虽偶有接触,但了解不多。直到近年来,我们希望在超冷原子实验体系上研究拓扑量子物质和相变,对他的工作了解越来越多,而他又对拓扑量子计算很感兴趣,所以接触也就越来越多。今年我们先后在斯德哥尔摩和上海多次见面,讨论理论和实验上开展拓扑量子物质和计算的可能合作。很伤感,一切合作还没开始就已经结束。希望首晟老师在天国一切安好!”
清华大学教授鲁白:
“张首晟是我所见过的少数极有天分,又不断进取的科学家之一。我与他交往不多,但每一次总能感受到他思想的火花。他兴趣广泛,非常好学,交谈中总能问出很好的问题。他是一位true intellectual,追求智识生活,似乎是他人生中很重要的一部分。”
美国加州大学伯克利分校教授、著名华人化学家、美国科学院院士杨培东在微信表示:
“心痛,言语无法表达。”
华东师范大学党委书记、哲学家童世骏回忆道:
“今年10月16号杨振宁先生与他最心爱的弟子一起访问师大,在逸夫楼报告厅听他讲演时杨先生对我耳语说,‘首晟一定能得诺贝尔奖,他做的工作太重要了。’”
2018年10月16日,张首晟与老师杨振宁在一起
著名应用数学家、普林斯顿大学教授鄂维南:
“几年前我们讨论过深度学习。当时他非常想了解为什么深度学习能够WORK,背后的数学原理是什么,能不能有一个简单明了的解释。我当时承诺他一年之后告诉他。这些年来一直在努力。但是还没有彻底弄清楚。他最关心的是简单明了。应该说这个我现在可以告诉他了。前几天我还在想这个事情。计划找个时间去斯坦福跟他谈谈。”
香港科技大学物理系教授戴希:
美国西部时间12月1日,一盏曾经照亮整个理论物理学界的灯永久地熄灭了。
在人类探求未知世界的历史上,有过许多这样伟大的灵魂,他们放出的光驱走黑暗,照亮了我们将要到达的远方。在大多数情况下,他们是慢慢熄灭的,在很长的时间里,他们会变暗,在风中摇曳,却依旧顽强地亮着,嘲弄着黑暗,鼓励后继者们继续向前。但首晟却是在最炫目,最高光的时刻突然熄灭,让人难以接受,悲痛万分。
我虽然不是他的学生或博后,但一直把他视为科研生涯上一位重要的导师,一个把我带进拓扑物态研究,这一重要领域的领路人。
从2006年开始,一直到2013年,我和首晟,还有方忠、晓亮、朝星等一起合作完成了许多后来成为经典的工作,现在闭上眼睛,眼前就会浮现出那段时光,特别是在斯坦福的那些日子,那些在他办公室里的讨论,和他家里的party。记得有一次,他带着我和晓亮去IBM实验室开会,在那座俯瞰整个硅谷的山顶,他停下车,对着山下正野蛮生长的硅谷对我们说,“人生要做一点大事,要追求从根本上解决问题的理论和彻底颠覆游戏规则的技术,而不是在旧框架里修修补补。”
对于我来说,我相信对许多其他人也一样,首晟是那个为我们解锁一个全新世界的人,他为我们照亮的绝不仅仅是拓扑绝缘体,还有用科技推动人类社会变革的永不停歇的尝试和雄心。2012年冬天,我们在三亚开会,在饭桌上用几张餐巾给我讲比特币背后的数学原理和区块链技术,一直讲到半夜,他说用了整个圣诞假期的时间,在家里把中本聪的原始论文整个推导了一遍,对其背后严谨的数学原理叹服不已,并认为是未来人类社会建立的基础。我后来看过好几本介绍区块链的书,但再没一个人能用如此简洁的语言,把其背后的数学原理讲得那么透彻,后来首晟给我看过他做演讲的ppt,题目是“In math we trust” 。这也的确是他一直坚信的,建立在数理逻辑基础之上的人类理性,最终会解决人类自身发展中碰到的所有问题。在这一点上,首晟是乐观主义者,而我永远是悲观主义者。但至少有一次是他赢了,2005年的某一天,他在黑板上给我们写了一个数学模型,说这个模型就是拓扑绝缘体,要把相应的材料体系找出来。我说这不可能,在凝聚态物理的历史上从来没有对着数学模型找材料的先例,哪有那么巧的。结果他是对的,第二年就找到了HgTe,后来又有了Bi2Se3,再后来找到了上千种拓扑绝缘体材料,物理所的方辰和翁红明同学还编起了拓扑材料字典。
首晟,无数后继者们正在沿着你照亮的道路前行,愿你的灵魂在天堂之上能获得安宁,你是我们永远的导师。
中国科学院物理研究所研究员丁洪:
今天一大早看到首晟去世的消息,真的非常震惊,我不能相信,也无法相信他是因为抑郁症离开。印象中,从未听说过张首晟有抑郁症,也从未在与他的相处中感受到丝毫抑郁的迹象,但或许这事情太私密,只有最亲近的家人才知道。
首晟很善于跨界,不仅科学做的出色,也对投资、历史、哲学等有研究,听他谈论欧洲文化和历史是种享受。他也很热心公益事业。2009年,我和首晟、饶毅、田刚发起了科学文化论坛,这个论坛就是现在的未来论坛的前身。首晟也是未来论坛的创始人之一,帮忙组织科学家委员会,只是因为后来工作繁忙,才退出了理事之职。
今年6月,我去斯坦福大学做报告,与首晟和他太太,还有他同事在学校旁边的中餐馆聚餐,并合影留念。没想到,这却成了我们最后一次合影。真希望这一切都不是真的。
今年6月,在斯坦福大学旁的中餐馆,张首晟(右)与丁洪(中)、史蒂文·凯富森(左)一起合影,由张首晟太太余晓帆拍摄
复旦大学物理学系教授施郁:
得到张首晟教授去世的消息非常震惊和悲痛。
我上世纪九十年代初第一次见到年轻潇洒的张首晟。当时他在中国高科技中心讲他和合作者关于量子霍尔效应的金兹堡-朗道理论。记得有次他和几位活动参加者一起喝啤酒,还谈到他在德国留学的经历。后来在汕头的华人物理学大会上又遇到首晟,不久后他又访问复旦,介绍他和学生关于高温超导体中子散射的一个最新理论。正好那段时期我学习过他与之相关的关于哈伯德模型中超导配对的一些工作。张首晟的这些工作源于杨振宁先生的一篇文章以及张首晟和杨先生合作的一篇文章。后来张首晟进一步发展出高温超导的SO(5)理论。SO5还成了张首晟研究组的网络节点名称。
2005年我回复旦工作。那时首晟经常访问复旦。最初我们的办公室位于一个巨大的办公室中简单隔开的相邻小间。2007年12月22日,首晟给复旦几位同事发来电子邮件,告诉我们他前一天在复旦报告的“自旋霍尔效应”被Science评为当年的十大进展之一。其实在这篇Science论文发表之前,首晟就在复旦讲过。
近年来在各种场合也经常遇见首晟。记得2014年访问清华大学时,旁听了首晟主持的一个创新讨论课。2017年1月在新加坡,首晟还问我是不是每年作个诺贝尔奖预测。最后一次见到他是今年10月29日在上海,和他简单聊了他最近用人工智能预言元素周期表的工作。
张首晟教授崇尚狄拉克和杨振宁的研究风格,善于抓住复杂问题的简单核心,用简洁漂亮的方法(比如对称性)解决问题。杰出的理论物理学家张首晟永垂不朽!
中国科学院大学卡弗里理论科学研究所所长张富春:
昨天上午从电话中惊悉首晟突然离世,十分震撼。我失去了一位好友,理论物理学界失去了一位充满创造力的领袖人物。他在多领域的贡献,以及他做研究的独特风格,将成为物理学的宝贵财富。
首晟是我在香港十年的访问常客。那期间正是他开拓和发展拓扑物态的黄金时期。他每次访港,都会讲一下他最新的思想。是首晟与Charles Kane,平行开创了今天拓扑物态的领域。
记得第一次见到他,是大约1990年的一次会议上。当时在美国物理界,有三位Zhang做了较有影响的工作。首晟见到我,颇为吃惊:我这位Zhang比他大17岁,相当于学术年龄差三代了。万万没有想到,他今英年早逝,令人何等伤感!
去年夏天,报道“天使粒子”发现时,我曾答应他写一评论,将手征马约拉纳粒子与量子霍尔效应中的分数电荷作一类比。因为一些原因,未兑现我的诺言,甚为内疚。愿首晟安息!
中科院高能物理研究所研究员张双南:
今天早晨从米兰到北京,在几个群里看到张首晟教授去世的消息,但是大家还都在相互确认,我觉得肯定是什么人在恶作剧,立刻给首晟发了一个微信,盼望能够收到他的回信。一直到各种确认的信息传来,我还是不敢相信,总觉得他会回信,就像上次我们在微信里讨论美学一样。然而等了一天,不敢相信和首晟的交往就永远成了过去?
我和首晟说不上是同事,也不算是交往很多的朋友,只能算是物理界的同行吧,这么多年断断续续有一些零星的交往。第一次见到首晟大概是本世纪初或者上世纪末的时候,我作为评委参加了首晟申请基金委的“海外杰青”答辩。答辩结束后,我们两个聊天,我说特别感动你专程从美国飞来答辩,其实你这样的国际顶尖学者,就是你不来而由你的合作伙伴代讲也不可能不通过,而且我们这些人哪有资格评审你啊!他的回答让我肃然起敬。他说,我来是表达对评委们的尊敬,也让同行们了解我,对我在国内的合作也有帮助!
后来又有几次参加各种活动,每次都聊的很开心。有一次参加完千人计划的一次活动后,到清华南门外面一个很小门面的餐馆一起吃饭,如果没有记错的话好像是我买的单,我们在店里抢单付账的场面应该很好看!
最近的一次比较严肃的打交道是在2017年1月15号未来论坛的年会上,我应《知识分子》的邀请客串会议的特邀记者,直播采访了一群知名华人科学家,其中就有首晟。我当时介绍他的时候,说他是人生大赢家,学术成就自不用说,各种奖拿到手软,诺奖随时就会到来,而且是成功的投资人,颜值又特别好,气质特别好,粉丝无数。由于首晟是那天我采访的科学家中我了解最多的,而且事先又有过一些交道,所以采访特别顺利。
虽然在学术研究上我们没有交集,但是我和首晟有一个共同的兴趣就是美学,我那天采访他的时候也问到了他的美学观点,后来我在一篇文章里面还引用了他的美学观点,并且发给了他。我在国科大开的《科学方法与美学》课程里面也讲了他的美学观点。
我那天最后问了他的最终科学理想是什么,首晟毫不犹豫地说是大统一理论,只不过完成这个理论的条件现在还不成熟,所以暂时先放一放。但这是他做科学研究的初衷,早晚还是会回到这个方向的。首晟只能在天堂完成他的大统一理论了。
对首晟来讲,科学之美就是简洁和普适,这不就是他想建立的大统一理论所要做到的吗?首晟去了天堂,在那里首晟一定会告诉上帝,我终于完成了大统一理论,这个理论非常非常美!
首晟兄R.I.P.
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澎湃新闻2018年12月09日
12月6日,美籍华裔物理学家张首晟的家人发布声明,确认55岁的张首晟于12月1日意外去世。作为张首晟在美国纽约州立大学石溪分校攻读博士时的老师,著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁9日独家致信光明日报,回顾张首晟的科研历程和卓越成就,表达对爱徒的无限怀念和哀悼。
以下为杨振宁先生亲撰文章:
张首晟是第一流的物理学家
凝聚态物理研究的对象是物质的各种性质:铜为什么能导电,而橡皮就不能?为什么水会结冰,会变成蒸汽?等等。这个领域与应用,与世界经济发展,与人类的日常生活都有密切关系,所以是物理学中特别重要的领域。张首晟在此领域做出多项重要工作。其中最重要的是:关于自旋霍尔效应(QuantumSpin Hall Effect,QSH)的震惊物理学界的工作。
2005-2006年,美国宾州大学(University of Pennsylvania)的C.L. Kane和张首晟独立发表理论论文,指出有些复合物在适当条件下可能有表面导电现象。这两篇文章立刻引起所有凝聚态物理工作者的注意。可是哪些化合物,在何种条件下,才会有此奇特的表面导电现象是一个大难题。
首晟告诉我,他和几位半导体实验物理学家于2006年计算了多种半导体中的量子井(Quantum Well)的性质,于2006年11月15日发表了一篇文章,预言一种特别的汞-碲-镉(Hg-Te-Cd)半导体量子井会有表面导电及其他重要现象。半导体有许多种,量子井的结构有许多可能,他们如何选定了Hg-Te-Cd量子井?我认为回答是:他们有深入的物理直觉。
2007年德国Würzburg大学Molenkamp的实验团队,根据此建议调试了一个HgTe/(HgCd)Te量子井,最后发现果然有导电和其他现象。那年12月莫伦坎普团队与张首晟和他的学生祁晓亮联合发表了一篇文章,公布实验结果。此文章是近年来最最震惊物理学界的文章。
物理学界普遍认为张、Kane和Molenkamp一定会得诺贝尔奖,现在张不幸逝世,我相信Kane和Molenkamp早晚会得到诺贝尔奖。
01
两位物理学大家的师生情缘
沉淀了几日之后,96岁的杨振宁发出的这封信,克制却包含深情,抹不去的是他对爱徒的欣赏与怀念。
“对他来说,获得诺贝尔奖只是时间问题。”早在此前,杨振宁就毫不讳言地表达对张首晟科研成就的认可。这不只是老师对学生的偏爱。基于对拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应的开创性研究,张首晟包揽了物理界所有重量级奖项;而国际理论物理学中心狄拉克奖、尤里基础物理学奖、富兰克林奖等奖项的得主,通常是诺贝尔物理学奖的候选人。
而就在今年的10月16日,在华东师范大学建校67周年校庆日时,杨振宁和张首晟还师生同台,共同做客该校大师讲堂首讲,寄语年轻学子“要在书本外多动一下脑筋”,留下了师生同台的一段佳话。
“杨先生是我的偶像,他改写了我一生的研究方向。一切伟大的科学灵感和被验证的过程就来自于‘寻美求真’的理念。”在当天的演讲中,张首晟围绕“寻美求真”主题,回顾了自己如何在杨振宁先生指引下从高能物理转向凝聚态物理并取得成功的科研之路,认为自己深受恩师寻美求真风格以及饮水思源爱国精神的影响。
而再往前追溯,这段两位物理名家之间的师生情缘则在张首晟少年时期就已经埋下了种子。
在一次会议中张首晟曾回忆,早在中学时代,已了解杨振宁的科学事迹,并深受鼓舞努力学习物理学科;到石溪深造也是受到杨振宁朋友影响,因为杨在该校执教。
公开信息显示,1983年,获德国柏林自由大学硕士学位之后,张首晟去了美国的纽约州立大学石溪分校,师从物理学大师杨振宁,攻读博士学位,研究方向是杨老用心推荐却又不为人知的凝聚态物理。
在纽约州立大学石溪分校,杨振宁用心教导张首晟,并且不支持张首晟走自己的老路——从事基本粒子物理研究。张首晟曾回忆,两人第一次见面,他告诉老师,自己的兴趣是追逐爱因斯坦的梦想,将引力和其他力统一起来。杨振宁则直接回应,不赞成追求这样一种目标,物理学是一门宽泛的学科,随处可以找到有趣的问题。
张首晟一开始并不明白老师的用心,但日后,他领悟到了杨老的远见,因为当时的杨振宁就笃定凝聚态物理在今天的物理学领域中发展最快。
02
痴迷“美与简洁”的天才
更让张首晟得益匪浅的是,杨振宁,这位有着诗人气质的科学家,带领着他领略到了不一般的科研境界。
在杨振宁为研究生新生开设的“理论物理问题选”课程上,张首晟明白老师所言,“自然的复杂性可以统一于理论的美与简洁之中,而理论物理学的意义正在于此。”
“他告诉我,诗歌追求的境界是用两句话将复杂的感情说清楚,科学也是追求用一个简单的公式去描写大自然的所有万千现象。艺术和科学是相通的,F=ma’、‘E=MC2’就是描写大自然的最美丽的诗句。”
导师的话,激活了张首晟对于艺术的启蒙记忆。
“为美所驱追求科学,真是一种最高的境界,杨振宁先生带领我进入的境界,在书本上是学不到的。”张首晟感慨。后来,张首晟展望物理学发展的未来,觉得随着学科越来越专业化,隔行如隔山,而如要真正做出创新,科学家还需更高的视野。
他举例说,牛顿发现万有引力,说明了三大力学定理,但当时理论物理根本没有这个名词,他那本奠定物理学基础的书叫Mathematical Principles of Natural Philosophy,这是历史上最成功的用数学语言来描写大自然,体现着无与伦比的的美。“因为在最高的境界上,科学跟艺术,科学跟美,主观、客观是统一在一起的。”
在这一点上,张首晟颇得导师的精神。师傅领进门,修行在个人,从基本粒子物理突然转向凝聚态物理并非一件轻而易举之事,好学而刻苦的张首晟做成了。而对于“美与简洁”的追求,不仅仅影响他的学术研究,在后来的投资中同样有所体现。
几年前,张首晟斯坦福的同事准备了茅台酒,准备等张首晟获得诺贝尔物理学家之后把酒高歌,庆祝一番。可惜,张首晟的人生休止符最终停留在了2018年12月1日。
阁楼上的孤独小孩、少年大学生、杨振宁的得意门生、最年轻的斯坦福终身教授、最接近诺奖的科学家……
张首晟留下很多。而他与杨振宁这段动人的师生情缘,也足以给我们、给今天的教育更多启迪。
2018年注定是不平凡的一年,因为太多大师离我们远去,从斯蒂芬·霍金,到李敖,再到金庸,我们只能送上一句:“大师,走好!”
“我们发现了一个完美的世界,那里只有天使,没有魔鬼。”
——张首晟
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