张首晟在美国斯坦福大学发表演讲。来源：VCG via Getty
斯坦福大学教授张首晟是最早一批通过严密计算来理解并预言某些绝缘体表面可以导电的物理学家之一。就像一根绳子上的绳结可以被拉紧但是不能被解开一样，电子的量子态也可以形成这样一些不受扰动的结构。这种现象可以用拓扑学这一数学概念来描述，而这类材料则被称为“拓扑绝缘体”。
张首晟随后与德国维尔茨堡大学（University of Würzburg）实验物理学家Laurens Molenkamp等人展开实验合作，并成功验证了他的猜想。张首晟因此斩获无数殊荣，并成为众多研究者心目中最有希望冲击诺贝尔物理学奖的学者之一。
这一领域的另一位先驱、宾夕法尼亚大学理论物理家Charles Kane表示：“他具有不可思议的能力，可以将深邃的理论之美与现实世界的材料和实验结合起来，这在我看来，正是理论物理学的精髓所在。”
科研之外的张首晟
在Molenkamp和其他与张首晟有过合作的人士的印象中，张首晟经常在他的专业工作之余善待他人。“我认识的很多人都有一些个人问题，而他总是愿意帮助他们。”他说。
张首晟1963年出生于中国上海，曾在德国留学，而后迁至美国。最近，他还跨界金融行业，与人共同创立了一家风险投资公司。
他协助开创的这一凝聚态物理学新领域在过去十年中取得了长足发展。“除了他开创性的科学贡献之外，”Kane在写给《自然》的一封电子邮件中表示，“我还很感谢首晟坚持不懈的引领，这对拓扑绝缘体领域的快速发展起到了至关重要的作用。”
张首晟后来还继续发展了其他物质拓扑态的研究方向，包括“马约拉纳态”（Majorana states）。这种最先由意大利物理学家埃托雷马约拉纳预言的量子态可以模仿基本粒子的行为，并且这种马约拉纳粒子是其自身的反粒子。马约拉纳态被认为很有希望成为未来量子计算机技术的基础。张首晟与合作者在10月4日发表的一篇论文中，描述了一项可以将拓扑量子计算付诸实践的计划，且有可能比以往方案更加简单可行。
位于德国德累斯顿的马克思普朗克固体化学物理研究所（Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids）的材料科学家Claudia Felser说道，张首晟不仅极大地改变了她的人生---他是她和她丈夫（也是一位物理学家）的介绍人，还对她的职业发展带来了深远影响。“如果没有遇见他并受到他的启发，我可能永远也不会进行拓扑学方面的研究，”她说。“他本人就是一个传奇。”
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