张首晟：潜入普朗克长度的万丈深渊

“填补先贤们留下的空白，是我们这辈学子们的最神圣使命，也是全人类最崇高的梦想。为实现这个美丽的梦想，我们必须穿越时空，量子纠缠，潜入普朗克长度的万丈深渊，高攀普朗克能量的奇险顶峰。路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！”

著名美国华裔物理学家、斯坦福大学教授张首晟于2018年12月1日去世，终年55岁。斯坦福大学于12月6日发表新闻，称张首晟为杰出的物理学家，他的离世是他的家人、同事以及研究领域的损失，并在文末提供了“纪念基金”的捐款地址。

这位科学家在物理学界取得了举世瞩目的成就，他还是美国国家科学院（NAS）成员、美国人文与科学院（AAAS）院士和中国科学院外籍院士，曾获欧洲物理奖、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章等重要奖项。

张首晟的家人通过多家中国媒体发布讣告，称张首晟与抑郁症顽强斗争，在12月1日“意外离世”。这份英文讣告中写道，张首晟“渴望通过科学研究见证世间的壮丽，他给整个世界带来了孜孜以求的精神”。

就在上个月，张首晟在加利福尼亚州创立的风险投资公司“丹华资本”，受到美国政府指控，指其帮助中国政府获得美国尖端技术和相关知识产权。他的家庭发言人Sean McCormack表示，张教授在旧金山因抑郁症离世，与“301调查”无关，希望公众尊重他的隐私。

张首晟最后一次在公开场合露面是2018年10月24日，他在香港出席“建银国际前沿信息科技与投资研讨会暨香港管理学院影响力大师第一讲”。会上，他分享了对量子计算、人工智能以及区块链等领域的观点。

  中美之间  

1979年，年仅16岁的张首晟已经在复旦大学就读了一个学期，他的老师告诉他，有一个前往德国深造的机会。张首晟放弃了复旦大学的文凭，踏上了赴德求学之路。在柏林自由大学就读期间，张首晟用三年的时间完成了五年制的学业。

年轻的张首晟利用一个暑假环游德国。当他走到哥廷根大学附近的一块墓地时，看到了不少长眠在此的伟大人物，像数学家希尔伯特、放射化学家和物理学家奥托·哈恩、“数学王子”高斯……都用生前发现的公式当作墓志铭。这个举动深深打动了张首晟，他立志将毕生所学奉献给理论物理学。

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，受业于杨振宁。一直以来，他都将杨振宁视为榜样。杨振宁曾评价张首晟，“获得诺贝尔奖只是时间问题”。

2007年，张首晟预言并验证了量子自旋霍尔效应，被《科学》杂志评为当年“全球十大重要科学突破”之一，因此也被汤森路透评估为“最有可能获得诺贝尔奖的科学家”之一。这一效应被普遍认为将带来芯片行业的革命。

2009年，张首晟入选中国“千人计划”。张首晟被清华大学“特聘”为教授，开始在中美两国间发展。“千人计划”的核心是引进海外高层次人才。从2008年开始，该计划已经为重点创新项目、实验室和央企引进超过2000名海外人才。

2010年，张首晟获得由欧洲物理学会颁发的欧洲物理奖。2012年，他获得国际理论物理学领域最高奖“狄拉克奖”。那时，他已经获得了除诺贝尔奖外所有的重要物理学奖项。

2013年，张首晟当选中国科学院外籍院士。同年，他与学生谷安佳创立了丹华资本。丹华资本专注投资美国和中国具有影响力的科技成果和商业创新项目，包括人工智能、虚拟与增强现实、大数据、区块链和企业级应用。

2017年，他与华裔科学家王康隆、上海科技大学教授寇熙丰团队合作，在《科学》杂志上发表论文，证实了马约拉纳费米子的存在，他们将其命名为“天使粒子”。同年，张首晟也获得了“中华人民共和国国际科学技术合作奖”。

2018年11月，美国贸易代表办公室（USTR）更新版《301调查报告》指控“丹华资本”为中国政府服务。12月1日，张首晟去世。斯坦福大学聘请了公关专家来处理此事，当地警方判断为自杀，目前已经结案。

 2017年7月15日，北京，张首晟在2017网易未来科技峰会上演讲。

  物理突破  

师从杨振宁后，杨振宁并没有建议张首晟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。当时的凝聚态物理还是一个陌生的领域，但在其后的几十年里，已经成为物理学领域里发展最快的“显学”。张首晟也在杨振宁的指导下，达到了凝聚态物理研究的新高度。

凝聚态物理学，研究的是物质凝聚相的物理性质。研究者一般用物理学定律来解释凝聚相物质的行为，其中，量子力学、电磁学和统计力学的定律最常使用。比如，固相和液相是人们比较熟悉的凝聚相，除了它们之外，凝聚相还包括特定物质在低温下的超导相、自旋有关的铁磁相及反铁磁相、超低温原子系统的玻色-爱因斯坦凝聚相等等。

日常生活中的很多设备，都是基于凝聚相成果研究出来的。比如半导体晶体管、激光器、纳米光刻技术等等。张首晟提出“量子自旋霍尔效应”，实际是找到了电子自转方向与电流方向之间的规律，利用这个规律，可以使电子以新的姿势有序“舞蹈”，从而使能量耗散降低。

这一规律应用在发展新一代低能耗晶体管和电子学元件上，将会极大地推动信息技术的进步。张首晟曾表示，“量子自旋霍尔效应”的理论研究和产业开发，对科学界和信息产业界来说，都是一次大洗牌的机会。对中国的“自主创新”也将起到重大的作用。

2017年“天使粒子”的发现，也是在凝聚态物理领域里的新突破。这一粒子的“起源”，首先要追溯到1928年。物理学家保罗·狄拉克当时做出了一个预测：宇宙中的每一个基本粒子都有一个与其对应的、电荷相反的反粒子。当粒子与反粒子相遇时，它们将湮灭，同时释放出一股能量。

接着，1937年，意大利理论物理学家埃托雷·马约拉纳又提出另外一种预测：在一类被称为“费米子”的粒子（包括质子、中子、电子、中微子和夸克）中，有一些粒子是自身的反粒子，并可以用一个波动方程来描述。不过，马约拉纳在1938年离奇失踪，这项研究便不了了之。

张首晟团队在超导-量子反常霍尔平台中发现了具有半个量子电导的边缘电流，与理论预言的手性马约拉纳费米子十分吻合，这是在霍尔效应平台系统中第一个具有确凿证据的马约拉纳测量结果。

马约拉纳费米子的发现有什么用？目前来看，它主要用来做拓扑量子计算。量子计算能够处理现有的、整个世界里加起来最大、最多的运算。但是量子计算不容易实现，原因之一就是人们想把所有的量子比特“纠缠”起来，让它们在相当长的时间里保持量子计算状态，这是非常困难的。

为了克服外界因素的干扰，人们提出另外一个实现量子计算的方法——拓扑量子计算，就是利用它的拓扑性质，保护量子比特不受干扰，不用再纠错，不用担心退相干的问题，更容易实现量子计算。

发现马约拉纳费米子能够在凝聚态中实现之后，很多国家都开始布局。欧美已经投入了大量资金。微软从2010年就投资了这一方向，5年为一个周期。现在已经进入了第二个周期。

  风险投资  

2013年，张首晟和谷安佳创立的“丹华资本”，取的是斯坦福（Stanford）的“丹”（tan），和中华的“华”。“赤子丹心”，连接中美。丹华资本成立后，出资方包括了中金、阿里巴巴、北京首钢、科大讯飞和京东方在内的顶级互联网公司或政府引导基金。

11月20日，更新版的《301调查报告》以不小的篇幅，指责中国政府“不公正”地使用风险资本收购、投资美国的技术公司，并直接点名了三家中国风投机构，丹华资本位列其中。丹华资本已经在美国投资了113家高新技术行业，涉及了生物科技和人工智能等“敏感”领域。

自从区块链成为巨大“风口”，丹华资本的大举布局，也使它迅速成为该领域知名度最高的投资机构之一。有数据显示，丹华资本从2014年起投资区块链，2018年投资了FCoin、aelf、ArcBlock等在内的34个区块链项目，占投资总量的一半。张首晟在2018年的贵阳数博会上演讲时，曾表示，“整个区块链行业，将来发展至少会是互联网的十倍”。

丹华资本官网投资项目显示，基金共投出消费与金融科技项目18个；区块链项目42个；大数据项目24个；生命科学项目16个。投中网数据显示，丹华资本在区块链技术、区块链应用和数字货币领域共计投资事件金额达到约1.88亿元。（数据：天眼查）

他认为，“理想的世界应该是每人拥有自己所有的数据——完全去中心化的储存，这样黑客没法黑所有人的数据。然后加密算法在区块链上的运用可以做到既保护个人的隐私，又保证良好计算的目的。”他也认为，区块链的出现会让社会变得更加公平，数据上可以兼顾到“少数派”。

不过，数字货币和区块链的市值，一直在坐“过山车”。比特币自2017年疯狂上涨，突破20000美元之后，随后便进入了震荡下跌的趋势之中。截至11月25日，跌幅已经超过80%。彭博分析师Mike

McGlone在一份报告中指出，负面抛售的趋势指数已经达到自7月以来的峰值，比特币和其他加密货币的价格将继续下跌至1500美元——这意味着比特币价格将从当前的水平再下跌60%。

张首晟对区块链的感情，就像他多年前在哥廷根大学附近的墓碑前受到的震撼。他认为区块链遵循的基本逻辑是数学，而数学的形态是最精准的，数学的逻辑是最透明的。他曾在2015年收到了一份特殊的圣诞礼物，1729年出版的牛顿的《自然哲学的数学原理》——英文首版。他说，“用数学原理理解了所有的自然科学，这就是牛顿的伟大。”

心情激动的他当时写下了这样一段话：“今夜翻开牛顿首版Principia的千年伟著，深感斯人已去，英魂长存。今夜手按Principia庄严立志，为追求大统一的万物理论而贡献。填补先贤们留下的空白，是我们这辈学子们的最神圣使命，也是全人类最崇高的梦想。为实现这个美丽的梦想，我们必须穿越时空，量子纠缠，潜入普朗克长度的万丈深渊，高攀普朗克能量的奇险顶峰。路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！”

作者 | 南风窗高级记者 荣智慧 rzh@nfcmag.com

编辑 | 蒙洁华 mjh@nfcmag.com

排版 | GINNY

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