閣樓里的少年:天才物理學家的艱辛歷程

2016年的諾貝爾物理學獎，頒布給了三位英美科學家David J. Thouless， F. Duncan M. Haldane，J. Michael Kosterlitz。其實原本想寫寫這三小我的故事。可是發現，材料不敷啊……英文都找不到。淚目。俄然發現我以前寫了如許一篇，也是很應景的說。那就發出來大師看看吧。

2010年獲歐洲物理獎。

2012年獲美國凝集態物理最高獎奧利弗巴克利獎。

2012年獲得狄拉克獎。

2014年獲美國富蘭克林獎

獲得這些獎的人是誰你造嗎？他們有一個配合的名字，叫張首晟。多年被湯森路透展望會得諾獎的他，得諾獎大要只是時候問題。但愿不是像村上春樹那樣一輩子陪太子念書。

一、閣樓里的少年

1963年，張首晟出生在上海。那時還沒起頭文革，可是66年起頭的文革也讓他的學上的有一搭沒一搭，鬧熱熱烈繁華寬敞的黃浦江邊，卻放不下一張書桌。

沒法子，他只能躲到閣樓里去。白日就在黌舍看著各類魁首語錄和最高指示，只有晚上回家今后時候才是他的。或者說，是屬于他家閣樓的。似乎每一小我心中都有一個近似閣樓的奇奧處所。張首晟在閣樓里發現了他爺爺的年夜學結業證書，還有許很多多八怪七喇的書，從康德到黑格爾，從達芬奇到羅丹，從楊振寧到李政道，從藝術到科學。阿誰年月，念書是沒用的，甚至是危險的。愛念書的孩子有可能會被扣上走資派的帽子。還好張首晟有個閣樓。他的童年就都放在了閣樓里，放在了那些看起來毫無意義的書本里。念書，有時辰只是一種本能。只有自由而無限制的念書，才是真正的念書。

不外因為他愛看書，也有了一些麻煩。一些同窗很喜好捉弄這個“書白癡”，他的怙恃固然曾經都是工程師，此刻卻不得不做起工人的活來，沒人能庇護被同窗欺負的小首晟。這加倍讓小首晟躲進本身一小我的宿世界，躲進那布滿了奇奧的閣樓里。

1976年，轉眼小首晟已經13歲。閣樓外面的宿世界已經換了一個天，新穎有趣的信息和物質刺激著每一小我的神經，卻唯獨漏下了小首晟。這一年，他的父親給他買了一套高中自學教科書，數學物理化學等等一應俱全。就靠這套書，兩年后的1978年他居然就經由過程了高考。當然，那是文革后恢復高考第一屆。這一年他才15歲。

后來張首晟說：“我的初中黌舍很差，若是按部就班再讀通俗高中，也許成果就和今天紛歧樣了，人生的當作就老是跟你一些十字路口上的選擇有關。”那次高考，許可初中生加入，每個區只有10個名額。這讓閣樓少年捋臂張拳。他曾說：“伯父的年夜學結業年冊對年夜學有著活潑的描寫，我從小就很是盼愿年夜學糊口。固然我是初中生，但那時的情況下，高中生也不比我擁有更多的常識，所以仍是有些決定信念的。”可是若是通不外，那就沒機遇上高中了。這是張首晟人生里的第一次冒險。顛末激烈的會商，他的爸媽贊成了他。就如許，一不小心，高考后他就進入了他爺爺曾經待過的處所，復旦年夜學。那年高考改變了良多人的命運，包羅張首晟。不得不說，張首晟確其實某種水平上算是一個“天才”。

二、沒上過高中的年夜學生

在復旦，他只上了一年學。為什么呢？因為他的高考績績很是優異，一進黌舍就已經被內心猿意馬當作了赴德國留學的人選。其實并非糊口處處靠關系不是嗎？

進年夜學時他選擇了物理系。這是因為，“初中時，在很封鎖的環境下，我們都知道楊振寧、李政道獲得諾貝爾獎，為中華平易近族爭了一口吻。年夜學時選擇理論物理專業，就是沖著他們的楷模力量。”足可見，可以或許指導少年學科學的，并非是那些常識，而是那些人。當然，此時張首晟還不知道，他今后會與楊振寧有一場不凡的緣分。

11號樓303室，室友8人。張首晟就在這個逼仄的情況里，繼續他迫不及待的念書生活生計。當然，四周的人也是如斯。正如他所說，“在初中的時辰，因為喜好念書，四周的人都不覺得然，我一向感受很孤獨。來到復旦之后，大師都迫不及待地念書，有了良多的好伴侶。”內標的目的的張首晟逐漸起頭變外標的目的，第二學期班本家兒任就把他忽悠到了同濟去上德語培訓。一年之后的1980年，沒有高中文憑也沒年夜學文憑的張首晟就如許踏上了趕赴德國的路程。

當張首晟達到西柏林時，柏林墻還立著。東邊的柏林年夜學有一些師生為了自由而翻墻來到西柏林，成立了柏林自由年夜學。柏林自由年夜學公然不愧本身的名字，校訓都是“真實，公允，自由”。張首晟這一年才17歲，在自由年夜學里他可沒讓本身完全自由，勤懇的他僅僅花了三年就完當作了劃定五年的學制，可是學當作之后的張首晟，仍是有些迷惘。

在柏林自由年夜學他學的是理論物理，就是李政道楊振寧的專業。可是臨近結業，他有些不知所措了。理論物理的就業面太窄了。“原本我還挺有決定信念的，但同窗之間的擔憂對我發生了影響，1981年擺布，我起頭想到前途問題。”昔時暑假，為了放松一下憂慮的情感，他搭便車觀光了德國一圈。這場如騎士一般的浪漫觀光對張首晟的人生選擇發生了主要影響。

偶爾的機遇，他到了哥廷根年夜學。在哥廷根年夜學旁邊有一塊墳場，里面安葬了許很多多的物理學家。最為獨特的是，每小我的墓碑上都沒有墓志銘，只有一個他生前發現的公式。好比海森堡的墓碑上是測禁絕道理，玻恩的墓碑上是波函數，奧托哈恩的墓碑上是一道核反映公式。“一個樸實的墓碑，一個簡單而普適的公式，這才是人生最高境界。從此之后，我決議要把本身畢生的精神進獻給物理學研究，出格是理論物理學的研究。”幾個墓碑震撼了年青的張首晟，從此張首晟就下心猿意馬決心要走科研之路。“這輩子要留下什么？”留下一道公式也就足夠了。

三、不是楊振寧擔當者的門生

在柏林自由年夜學進修的時辰，張首晟把年夜同一理論當當作了本身的學術方針。因為這是愛因斯坦盡力平生的事業，也是楊振寧的范疇。可是當他真的當作為楊振寧的門生時，楊振寧卻不撐持他的設法。在美國紐約州立年夜學石溪分校，楊振寧師長教師保舉張首晟去搞凝集態物理。來由是這玩意方興日盛，成長出格快，很適合年青人去搞一搞。而這并非楊振寧的范疇。

固然最初百思不解，可是張首晟仍是去做了。1987年，在孤身出國7年后他終于獲得了博士學位。結業后他并沒有立即去申就教職，而是到了IBM做高級研究員。此時他在半導體范疇已經深耕多年，頗有建樹，也受到了那時為斯坦福年夜學物理系本家兒任的朱棣文賞識。于是隨后1993年他就到了斯坦福，1996年年僅33歲的張首晟就被評為了斯坦福終身傳授。

2006年，張首晟提出了拓撲絕緣體理論的材料實現方案。何謂拓撲絕緣體？簡單的說，起首它是個絕緣體，整體是不導電的。可是在這個物體的邊緣或者概況，老是有一些會導電的區域。這種邊緣導電特征可以在必然前提下不變存在，因為此中分歧活動偏向的電子自旋偏向相反，經由過程電子的自旋就可以傳遞信息。如許說仍是很麻煩，總之你知道很復雜很高精尖很給力就行了。

在此之前起首提出了量子自旋霍爾效應。當然這也是張首晟起首展望存在的。要理解這個理論就更難了，你起首要理解霍爾效應，再理解量子霍爾效應，等等……總之你知道，量子自旋霍爾效應不需要量子霍爾效應的低暖和強磁場，所以省電省處所，只要能現實運用就可以讓我們的電子設備好比電腦手機更小巧耗電更少散熱更少，于是這理論就很牛逼。（外行，有錯請指出）

總之，因為這兩項理論發現，張首晟在2010年拿到了歐洲物理學會頒布的歐洲物理獎，2012年拿到了美國物理學會頒布的凝集態物理最高獎奧利弗巴克利獎和狄拉克獎，本年又拿到了美國的富蘭克林獎，按照紀律，量子霍爾效應和分數目子霍爾效應都已經獲得了諾貝爾獎，量子自旋霍爾效應會不會延續這個神話呢？

四、不是窮教書匠的投資人

牛仔很忙，張首晟也很忙。他不僅僅搞科研牛逼，當教員也牛逼，他的學生早就漫衍全宿世界了，當上傳授的也不勝枚舉。而且，他也不是個窮教書匠了。在斯坦福，他不單是傳授，還結合開辦了華源科技協會，在斯坦福擔任創業導師，更是天使投資人，曾經當作功投資就多家創業公司。2013年又與中關村成長集團合作創立了丹華本錢，專注于投資斯坦福布景的公司。有人說，獻身科學研究的人，要耐得住寂寞、耐得住貧寒、耐得住平生一事無當作。

張首晟的今天，不缺錢，不缺事業，也不寂寞。本年的張首晟不外50歲。只要他能活到80，他就還有30年去期待諾貝爾。固然他是美籍，可是若是他能得獎就是開國后出生有中國教育布景的第一個諾貝爾獲獎者了。

哦對了。他似乎還信基督教。其實這也沒什么。誰說科學家不克不及信教？宗教在某種水平上不外是安撫人心靈的東西而已。當然，不要只看他的美籍身份。一個國籍并不克不及改變什么。他仍是清華年夜學的長江學者，千人打算入選者呢。

張首晟曾說，“對一小我來說，最可貴的是要有好奇心陪伴平生”。靈感來自什么？來自你日常的積淀，還有你的好奇心和想象力。若是僅僅有積淀而沒有好奇心想象力，那么也不會有靈感。楊振寧曾經告訴張首晟，“詩歌追求的境界是用兩句話將復雜的豪情說清晰，科學也是追求用一個簡單的公式去描寫年夜天然的所有萬千現象。藝術和科學是相通的，F=ma’、‘E=MC2’就是描寫年夜天然的最斑斕的詩句。”書本上你只能學到常識，你不克不及學到好奇心想象力還有藝術和科學想通的設法。想立異，說輕易也輕易，說難也難。立異就是敢為全國先。

張首晟，50歲的人，依然是昔時的阿誰閣樓少年。因為他有本身的宿世界不雅，始終連結著如少年般興旺的好奇心。也許這就是他當作功的法門吧。

看了張首晟的故事，你有木有獲得什么開導呢？若是給你同樣的機遇，你可否做到他同樣的當作就呢？誰知道呢。

參考網址：

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張首晟談拓撲絕緣體：將信息社會帶標的目的更高條理

科學網—華人科學家張首晟獲2012年狄拉克獎

“千人”張首晟：二十師從楊振寧

科學網—華人科學家張首晟獲“歐洲物理獎”

張首晟獲2013年“根本物理學獎”

張首晟獲富蘭克林獎

科學網—訪華人物理學家張首晟：讓信息高速公路通到芯片最底層

張首晟_百度百科