張首晟去世了，55歲。
如果我們冒昧地總結(jié)他的一生，有一個(gè)關(guān)鍵詞，特別醒目：天才的物理學(xué)家。
驚艷的物理少年
跟故事里的很多天才一樣，張首晟有著驚艷的少年時(shí)光。
他1963年出生于上海，早在童年的時(shí)候，張首晟就深受啟發(fā)。小學(xué)期間正值“文化大革命”，那時(shí)候科學(xué)類(lèi)書(shū)籍很少，所以家里閣樓里能找到的任何書(shū)籍他都會(huì)看。那里所有的書(shū)本都是叔叔們留下的，他們研究的是人文科學(xué)。所以，盡管他父親是工程專(zhuān)業(yè)的，但是他早期的童年教育主要是關(guān)于人文科學(xué)的。即便后來(lái)，他也仍然非常喜歡這些學(xué)科。
15歲時(shí)恰逢高考恢復(fù)，他爸拿一套數(shù)理化叢書(shū)，讓他自學(xué)。張就這樣讀了一個(gè)暑假，本想試一下，結(jié)果就考上了——復(fù)旦物理系。
求學(xué)之路對(duì)于張來(lái)說(shuō)，如同是一部快進(jìn)的電影：
16歲，在復(fù)旦讀了一年，他被國(guó)家選中，公派留學(xué)；
1980年，他赴德國(guó)柏林自由大學(xué)留學(xué)，當(dāng)時(shí)他有五年的獎(jiǎng)學(xué)金，卻只花了三年就完成了物理學(xué)位；
20歲，取得了德國(guó)碩士。一次在德國(guó)大學(xué)城哥廷根參觀科學(xué)家墓地時(shí)，墓碑上都刻著的公式吸引了他的注意。這些簡(jiǎn)單的公式總結(jié)了科學(xué)家們輝煌的人生，這讓他感覺(jué)到什么叫做世界因你而美麗；
接著，他赴美國(guó)紐約州立大學(xué)石溪分校深造，到楊振寧的門(mén)下攻讀物理學(xué)博士，24歲那年獲博士學(xué)位；
32歲，他成了斯坦福大學(xué)正教授，是這所頂級(jí)學(xué)府最年輕的終身教授之一。
找到拓?fù)浣^緣體
但這還只是開(kāi)始；十幾年之后，他將做出自己學(xué)術(shù)生涯中最重要的發(fā)現(xiàn)：找到拓?fù)浣^緣體。
也許有人還記得2010年《生活大爆炸》里謝爾頓為了炫耀學(xué)識(shí)而提到過(guò)“拓?fù)浣^緣體”。片中一帶而過(guò)的名詞，在物理學(xué)屬于一個(gè)重要領(lǐng)域：如何使用拓?fù)鋵W(xué)的數(shù)學(xué)工具來(lái)理解特殊場(chǎng)景下的物理世界。這個(gè)領(lǐng)域最初的開(kāi)創(chuàng)者戴維·索利斯等人獲得了2016年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，眾多物理學(xué)家認(rèn)為張首晟雖是后來(lái)者，但做出的貢獻(xiàn)也足以得獎(jiǎng)。
拓?fù)鋵W(xué)是一個(gè)數(shù)學(xué)分支，它研究的是“不連續(xù)”的特征。一個(gè)物體身上，大部分我們熟悉的特征都是連續(xù)的：一個(gè)長(zhǎng)方形可以變大一點(diǎn)點(diǎn)，變小一點(diǎn)點(diǎn)，粗一點(diǎn)點(diǎn)，細(xì)一點(diǎn)點(diǎn)。拓?fù)鋵W(xué)不關(guān)心這些。但是如果我在長(zhǎng)方形上挖洞，那么它要么沒(méi)有洞，要么有1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)……不會(huì)有4.5個(gè)洞或者1.414個(gè)洞。這樣的特征就是拓?fù)鋵W(xué)關(guān)注的。
當(dāng)然現(xiàn)代物理學(xué)關(guān)注的不是一個(gè)東西上有幾個(gè)洞，而是遠(yuǎn)為抽象的特征，但這些特征同樣不連續(xù)。張首晟在研究這些特征的時(shí)候，成功創(chuàng)造出了 “拓?fù)浣^緣體”。
設(shè)想一個(gè)有很多電子的大塊低溫薄膜，給它加上一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)，它就會(huì)表現(xiàn)出一個(gè)奇妙的特點(diǎn)：只在薄膜的邊緣導(dǎo)電，但薄膜的中央不會(huì)導(dǎo)電。如果你拉伸這個(gè)薄膜，那么產(chǎn)生的新邊緣也會(huì)導(dǎo)電，中央依然不導(dǎo)電；就算你往邊緣里添加了本來(lái)足以阻斷電流的雜質(zhì)，結(jié)果依然是邊緣繼續(xù)導(dǎo)電。出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象的根本原因，就在于邊緣被“拓?fù)浔Ｗo(hù)”起來(lái)了；就像長(zhǎng)方形上有幾個(gè)洞不會(huì)隨意改變一樣，薄膜邊緣的電學(xué)特征也不會(huì)隨便改變。這個(gè)現(xiàn)象是量子霍爾效應(yīng)的體現(xiàn)，很早就為人所知，只是在不太久之前才得到了拓?fù)涞慕忉尅?
但這個(gè)效應(yīng)需要外加一個(gè)大磁場(chǎng)才能實(shí)現(xiàn)，這太麻煩了，而且在很多場(chǎng)合非常不切實(shí)際，無(wú)法應(yīng)用。不用磁場(chǎng)能不能有這么厲害的特征？
也有，那就是理論預(yù)言的所謂“量子自旋霍爾效應(yīng)”——用電子自己的自旋軌道耦合，來(lái)代替磁場(chǎng)的效果。而張首晟預(yù)言可以在HgTe量子阱實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，并和德國(guó)團(tuán)隊(duì)合作真的把它造了出來(lái)。他們得到的物質(zhì)，無(wú)需外界作用自己就可實(shí)現(xiàn)拓?fù)浔Ｗo(hù)效果，只在邊緣導(dǎo)電，內(nèi)部則是絕緣體。這樣的物質(zhì)，就是所謂的“拓?fù)浣^緣體”。
這個(gè)發(fā)現(xiàn)在理論和應(yīng)用里都有很重要的意義，不僅創(chuàng)造出了一種全新的物態(tài)，為后續(xù)的眾多研究制造了新工具，而且它的獨(dú)特屬性也讓它有望在量子計(jì)算等領(lǐng)域大展身手?！犊茖W(xué)》雜志把這項(xiàng)工作評(píng)為2007年的“全球十大重要科學(xué)突破”之一；這些成就也讓張首晟贏得了幾乎所有物理學(xué)界的榮譽(yù)：歐洲物理獎(jiǎng)、巴克萊獎(jiǎng)、狄拉克獎(jiǎng)、尤里基礎(chǔ)物理學(xué)，富蘭克林獎(jiǎng)等等。
2017年，張首晟還和眾多合作者一起做出了另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)：觀測(cè)到了“馬約拉納邊界模”，它具有自己的反面還是自己的奇妙屬性。被命名為“天使粒子”的它并非一個(gè)真正的基本粒子，只是一群電子表現(xiàn)出了特殊特征，但依然部分驗(yàn)證了早年關(guān)于馬約拉納費(fèi)米子的理論預(yù)言，也對(duì)量子計(jì)算有重大啟示。這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了學(xué)界的激烈討論和繼續(xù)跟進(jìn)，《自然》雜志幾個(gè)月前才同時(shí)刊發(fā)了兩篇文章，報(bào)道兩個(gè)小組在這個(gè)領(lǐng)域的最新進(jìn)展。
沒(méi)等到的諾貝爾獎(jiǎng)
楊振寧曾經(jīng)說(shuō)，“他獲得諾貝爾獎(jiǎng)只是時(shí)間問(wèn)題”。然而，張首晟卻沒(méi)有等到那一天。2018年12月1日，著名物理學(xué)家張首晟突然去世。南華早報(bào)公布了其家人的郵件片段，稱(chēng)他是在“與抑郁癥斗爭(zhēng)后……意外離世”。
我們不知道最后的時(shí)間中，張思考了什么，又做了怎樣的抉擇。由人類(lèi)巨大未知組成的夜空中，這顆流星，耀眼地劃過(guò)。
張首晟說(shuō)起過(guò)，他將他的發(fā)現(xiàn)叫做“天使粒子”的原因：“根據(jù)以往的認(rèn)知，我們似乎生活在一個(gè)充滿正反對(duì)立的世界。有正數(shù)必有負(fù)數(shù)，有陰必有陽(yáng)，有善必有惡，有天使必有惡魔。”觀測(cè)到馬約拉納費(fèi)米子準(zhǔn)粒子，就像是瞥見(jiàn)了另一個(gè)世界的影子，在那里魔鬼并不存在，天使的反面依然是天使。
可惜那不是我們的世界。
張教授12月1日離世，12月6日消息公開(kāi)，很快網(wǎng)上充滿了各種明顯不符合事實(shí)的陰謀論。
張首晟教授獲得的“歐洲物理獎(jiǎng)”是在2010年，獎(jiǎng)勵(lì)的是純粹的基礎(chǔ)物理成果。他的成就長(zhǎng)期而言有可能在量子計(jì)算或芯片領(lǐng)域得到應(yīng)用，但短期內(nèi)并不可能，他也沒(méi)有投身于此。
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