张首晟为什么被杨振宁说是“早晚获得诺贝尔奖”的人？

源自：新京报

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原文标题：张首晟为什么被杨振宁说是“早晚获得诺贝尔奖”的人？

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张首晟在复旦大学校史馆前留影。图片来自新京报网。
　　在与抑郁症斗争无果后，华人著名物理学家、斯坦福大学终身教授张首晟于12月1日结束了自己的生命，年仅55岁。
　　家属在讣告中写下了他最爱的诗句，一沙一世界，一花一天堂。双手握无限，刹那是永恒。这首由威廉·布莱克写下的诗篇，诠释出他一生探索和发现美的使命。
　　“刹那是永恒”。尽管去了另一个世界，张首晟留下的成就、声望也将永恒。
　　“获得诺贝尔奖只是时间问题”
　　回览他的一生，可谓科学成就惊人。他囊括了全球物理界的所有重要奖项，先后将古根海姆基金奖、洪堡研究奖、欧洲物理奖、古登堡研究奖、求是杰出科学家奖、美国物理学会巴克莱奖、汤森路透引文桂冠奖、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。
　　其中，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，通常也是诺贝尔物理学奖的候选人。
　　所以包括张首晟的老师杨振宁在内，认为张首晟获诺贝尔奖“只是时间问题”。
　　没有惊人的天赋与对科学的专注，一个人是不可能取得这番成就的。
　　张首晟的科学贡献，主要体现在对拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应的开拓性研究。这些研究对于我们普通大众来说“超纲”了。
　　尽管大多数人看不懂，但还是看看他都研究了哪些东西吧。
　　他的研究领域集中于物理学最基本的单位基本粒子以及其应用，目前所知，玻色子（上帝粒子）是基本粒子的一种，费米粒子是另一种。自旋为整数的粒子是玻色子，自旋为半整数的粒子是费米子。
　　张首晟研究的拓扑绝缘体是一种与信息有关的奇异量子，内部绝缘、外部允许电荷移动，如果能够走到应用阶段，信息社会的信息传输和方式可能出现重大突破。
　　量子自旋霍尔效则和能量相关，也是足以让张首晟获诺奖的重大发现。
　　1928年，狄拉克预言宇宙中每个基本的费米粒子，必然有相应的反粒子。根据爱因斯坦E=MC2的公式，费米粒子和反粒子相遇会相互抵消，损失质量后释放能量。有粒子必有反粒子，一直被认为是真理。
　　但物理学界不缺乏好奇心，一直在寻找没有反粒子、或者正反同体的费米粒子。这个成果最终被张首晟与合作团队意外发现。
　　张首晟根据美国通俗小说家丹·布朗的小说《天使与魔鬼》之名，将新发现的粒子取名为“天使粒子”。
　　他解释说，在《天使与魔鬼》里，正反粒子的碰撞会毁灭整个世界，但“天使粒子”如同一个完美世界，只有天使，没有魔鬼。
　　在未来的应用方面，“天使粒子”可能比目前世上最薄却也是最坚硬的纳米材料石墨烯更高效更广泛。
　　“上帝粒子”一度有个不好听的小名，叫“该死的粒子”，因为发现它用了49年。而发现“天使粒子”则用了80年。这足以证明张首晟的天赋。
　　问题是，被叫作天才的人很多，为什么张首晟爬得最高？
　　思维高度决定了他的科研高度
　　2014年张首晟在清华的一次演讲或许说明了问题。
　　在这次演讲中，张首晟没怎么说“天使粒子”，而是大量引用了若干历史故事。荆珂刺秦王、亚历山大大帝老师与亚里士多德、布鲁图刺恺撒、滑铁卢战役、耶稣与十二门徒、十字军东征、文艺复兴等，张首晟都能娓娓道来。
　　他思考历史、文明和宇宙，进而从人的第一性原理出发，思考能否找到一种方式，一个密码，把那些最基本的概念－能量、信息与时空统一起来。
　　扎实的人文素养和天马行空的想象力，构成了张首晟的思维高度。思维高度决定了他的科研高度。
　　这一点与费米粒子的命名来源费米有点像。作为大物理学家，费米在研究核心物理、量子物理之外，也成天看着星空胡思乱想，想着按照“平庸原理”，地球不可能是唯一有高级生命存在的星球，那为什么星空中是“大沉默”，找不到星外文明？
　　这就是著名的“费米谬论”。
　　从费米到张首晟，都告诉我们大师们具有的一些特质：他们文理互通、想象力惊人、有入世情怀。他们没有穷首皓经、严守学术分际、孜孜于项目经费和论文发表数量的特质。
　　虽然张首晟的学术成就多在赴美后取得，但他的第一学历是复旦大学，他的文化根基形成于国内。这说明，中国的文化土壤并不妨碍大师的出现，妨碍的因素在教育和科研机制。
　　大师缺席的时代，张首晟的辞世更令人扼腕。在惊艳于张首晟的科学成就、文化素养的同时，或许也该想想，怎么才能让更多这样的天才涌现。

⊙徐立凡（专栏作家）

　　编辑：王言虎　校对：柳宝庆