2018年12月6日,麻省理工学院《麻省理工科技评论》官方微博发布了一则震惊华人世界乃至世界的消息。 消息称,中国著名物理学家张首晟于美国当地时间去世。 12月1日去世,享年55岁。
张首晟是美国斯坦福大学物理系、电气工程系和应用物理系终身教授。 毕生致力于拓扑绝缘体、量子自旋霍尔效应、自旋电子学、高温超导等领域的研究。
在他的带领下,研究团队于2006年提出了量子自旋霍尔效应,并于2007年被世界著名的《科学》杂志评为“世界十大重要科学突破”之一。 作为一名物理学家,张首晟获奖无数。 比较重要的奖项有欧洲物理学奖、美国物理学会巴克莱奖、国际理论物理中心狄拉克奖、乌里基础物理学奖等。
他还有一个非常耀眼的标签。 他是诺贝尔奖获得者杨振宁的得意弟子。 同时,他的导师杨振宁也相信他将成为下一个华人诺贝尔奖得主。 张首晟去世后,其家人在一份声明中表示,张首晟生前曾与抑郁症作斗争。
所以? 中国科学家张首晟是一个什么样的人? 他在物理学领域取得了哪些惊人的科学成就? 这些科研成果将对人类生活产生哪些巨大影响? 除了科学研究之外,他还取得了哪些成就? 另外,他为什么会患上抑郁症,最后选择自杀呢?
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张首晟,1963年2月出生于江苏省高邮市,中国上海。
他的父母都是高级工程师。 可以说,他的家庭是中国最典型的知识分子家庭。 出生在这样的家庭,张首晟从出生的那一天起,自然就遗传了父母上进、求知、探索的基因。
张首晟与妻子、导师杨振宁
然而,在他出生的那个时代,知识分子家庭都处于突如其来的时代风暴眼中,张首晟的家庭自然也不例外。
童年时期的张首晟面对时代浪潮,自然而然地迸发出求知欲。 当其他孩子玩耍的时候,张首晟就会偷偷溜进自家的小阁楼,因为小阁楼里堆满了父母收藏的各种书籍,他求知的欲望在这些书中得到了满足。
年轻的父母看到儿子喜欢读书,自然很高兴。 更让他们惊讶的是,张首晟的记忆力和理解力更加惊人。 很多书他只要看一遍就能说出最重要的知识点。
1970年,7岁的张首晟开始上小学。
由于从小就有在家读书的习惯,再加上父母经常有意无意地偷偷帮助张首晟了解书本知识,年幼的张首晟有着良好的学习习惯和独立思考能力。 他的学习观、科学观早已超越同龄孩子。
因此,读小学时,张首晟的学习成绩一直名列班里第一。 就这样,张首晟毫无悬念地以优异的成绩进入了初中。
12岁的张首晟进入初中时,他觉得初中的课程对他来说太简单了,很多知识他一听就能明白。 也许是因为他出生在工程师家庭,所以他对数学、物理和化学特别感兴趣。 数理化对于很多孩子来说都比较难学,但张首晟却能无师自通,每次考试都拿满分。
当同学们和老师们都对张首晟的学习成绩感到惊讶和钦佩时。 然而,他开始有意识地学习高中课程,并向更高的知识领域大步迈进。
如果说,张首晟小时候是在童心的驱使下,误入了科学的世界。 12岁进入初中后,张首晟目标明确,信心十足,准备在科学的世界里大展拳脚。 他变得极其自律,在科学知识的道路上全力以赴,一次次向未知的领域发起冲锋。
很快,三年的初中就结束了,张首晟从一个12岁的孩子成长为一个15岁的男孩。 今年恰逢1978年,中国改革开放之初。
张首晟与导师杨振宁
当很多同学担心自己能否顺利进入高中时,张首晟在父母和老师的支持下,直接报考了复旦大学。
当周围很多人嘲笑张首晟跳过高中直接报考大学时,没想到的是,最终张首晟以十万分之一的高分考入了复旦大学。
张首晟后来告诉人们,他选择复旦大学是因为小时候经常听到钱学森、杨振宁、李政道等许多大师的名字。 这也引发了他自己对理论物理的浓厚兴趣,并在大学时将理论物理作为自己的专业。
复旦大学物理系也成为张首晟向世界顶尖物理学家发起进攻的起点。
1979年,16岁的大学二年级物理天才张首晟被国家选拔成为政府派出的留学交流人才之一,来到德国深造在自由大学。
德国大学都是五年制,但张首晟只用了三年时间就完成了全部五年制课程,并顺利从德国自由大学毕业。
然而,当他在德国读大学时,发生了一件对他影响很大的事情。
入学半年左右,暑假期间,中国驻德国使馆召集在德留学生前往波恩聚会。 青年学子们在异国他乡欢聚一堂,感受亲切,在欢快的气氛中度过了快乐的时光。
从波恩返回柏林的途中,张首晟想去参观德国著名大学哥廷根大学,于是他邀请了几位朋友参观了德国著名大学城哥廷根大学。
于是,几人一起走进了哥廷根大学的校园。
哥廷根大学不仅是德国著名的大学,也是欧洲非常著名的大学。 哥廷根大学始建于1743年,已有近三百年的历史。
哥廷根大学培养了无数世界知名名人,培养了数以万计的人文和社会知名人士,校友遍布世界各地。 仅获得诺贝尔奖的人就有45人之多。 其中,在自然科学领域,有海森堡、普朗克、费米、波尔、泡利等著名科学家。 社会人文领域人才也不少。 叔本华、歌德和我国的季羡林都出自这所学校。
张首晟在哥廷根大学公墓
可以说,这所大学对世界文明进程产生了重大影响。 正是因为这所学校浓厚的科学精神深深吸引了张首晟,他怀着敬佩和虔诚的心情进入了这所大学。
进入这所大学后,张首晟并没有被它优美的环境所吸引,而是直接去了哥廷根大学旁边的一个墓地,因为这里埋葬着他所崇拜的物理学大师,而且他们已经埋葬在这里很久了。 。
他想在他们的墓地近距离接触他们,探索这些伟大科学家的精神世界。 张首晟走过这些大师的墓碑,仔细地看着墓碑上的文字。 每一个墓志铭看似简单,却意义深远。
海森堡的墓碑上写着“测不准原理”,玻恩的墓碑上写着“波函数”。 环顾四周,几乎每一位大师的墓志铭上,都是他们生前破解、奋斗的科学命题。
看着眼前历经岁月日晒雨淋斑驳的墓碑,张首晟心中剧烈颤抖。 在这些为人类伟大事业做出巨大贡献的科学家的碑林里,他也庄严地树立了自己的信念,立志走物理学的道路,实现前人科学家尚未发现的科学领域。 。
1983年,20岁的张首晟顺利获得德国自由大学硕士学位。
此时,他的面前有两条路。 第一个就是回国。 因为他是公费出国留学,所以出国留学的所有费用都是国家负责的。 因此,一旦完成学业、毕业,就必须选择回国报效祖国。 另一种途径是继续出国留学,继续学习和掌握西方先进的科学知识。
面对这两条路的选择量子物理学家诺贝尔奖得主,年轻的张首晟陷入了长久的犹豫。 我以为回国后就失去了继续学习的机会。 何况我还年轻,正是读书的时候。 因此,张首晟最终选择留下来继续学业。
不过,这次他并没有留在德国。 相反,他选择前往美国纽约州立大学石溪分校学习,师从他自幼崇拜的物理学大师杨振宁攻读博士学位。
面对这位年轻气盛的弟子,杨振宁毫不掩饰自己对这位后起之秀的喜爱。 因此,就张首晟的研究方向而言,杨振宁颇有意味地推荐张首晟去研究他所研究的凝聚态物理。
凝聚态物理是杨振宁潜心研究的一门科学,外界很多人并不了解。 张首晟二话不说,欣然接受了导师的建议,投身于凝聚态物理的新征程。
凝聚态物理是20世纪80年代的新兴学科,世界上很少有人知道它。 张首晟此前对这个问题知之甚少。 他一直在探索基本粒子研究领域。
因此,当导师杨振宁建议他不要走老路,把研究重点放在凝聚态物理上时,张首晟虽然同意了导师的建议,但不太明白导师为何推荐他研究凝聚态物理。
但很快,张首晟就明白了恩师的良苦用心,也体会到了恩师的先见之明。 不久之后,凝聚态物理成为世界物理领域发展最快的学科。
张首晟攻读博士学位时的照片
1987年,经过四年的潜心研究,张首晟在导师杨振宁的指导下顺利完成了博士学位。
1989年,在获得博士学位两年后,26岁的张首晟想要在凝聚态物理领域获得更多实践。 随后加入美国著名高科技公司IBM,专门从事半导体领域的研究。
在这里,张首晟结识了一位科学家,名叫朱棣文。
说起来,朱棣文是张首晟的老家在江苏,祖籍在江苏太仓。 祖父朱君年,江苏太仓城厢镇秀才。 他不仅自己重视读书,也非常重视培养孩子们的读书兴趣。
在他的精心培养下,几个孩子在各自的领域取得了非凡的成就。 朱棣文的父亲朱汝金1940年毕业于清华大学化学工程系,大姨朱汝钊早年留学日本。 二姨朱如花曾留学美国,担任兰戈大学化学工程系教授。 他是中国第一代化学家。 三姨妈朱如蓉,1943年留学美国,学习化学,也是一名化学教授。
据了解,褚氏的父亲和兄弟中,至少有12名家庭成员拥有博士学位或大学教授职位。
1948年2月28日,朱棣文出生于美国密苏里州圣路易斯的一个学者家庭。
在IBM的研究实验室里,41岁的朱棣文和26岁的年轻医生张首晟在这里相遇。 一个是一位在物理学界已经小有名气的年轻科学家,另一个是才华横溢的后起之秀。 共同的科研兴趣、共同的中国背景、共同的研究领域吸引了刚刚相识的两人,结下了不可逆转的友谊,成为亦师亦友的人生知己。
朱棣文很欣赏比自己小15岁的张首晟,并多次表达了对张首晟这位天才科学家的真挚喜爱。 张首晟也非常欣赏朱史蒂文斯,被他丰富的物理知识所吸引。
朱棣文 ( Chu) 的照片
不久后,朱棣文回到斯坦福大学,从事诺贝尔奖项目的激光光谱研究,并成为斯坦福大学物理与应用物理系教授。 他也是该大学第一位华人教授。 张首晟继续留在IBM从事科研工作。
就这样,IBM阿尔马登研究中心的高级研究员张首晟已经在这里工作了四年。
这四年里,他在一流的实验室里对自己的物理理论进行了深入的思考和探索,科学研究进入了一个新的阶段。 朱棣文还因其在激光光谱学领域的杰出成就而获得1997年诺贝尔物理学奖。 2008年,担任美国第十二任能源部长。
1993年,在斯坦福大学站稳脚跟后,朱棣文推荐张首晟进入斯坦福大学担任物理学教授,成为斯坦福大学最年轻的终身教授之一。
从此,年轻的物理学教授张首晟的物理学研究再次进入了一个新的阶段。 他15岁开始追寻崇高而神圣的科学梦想,在漫长而孤独的求知路上全力以赴,孜孜不倦地努力。
在张首晟心目中,他最崇拜的20世纪三位最伟大的科学家是爱因斯坦、狄拉克和杨振宁先生。
如果哥廷根大学让他明白了生命的意义,不再迷茫,就证实了他将为伟大的科学贡献自己的热情。 所以,张首晟成为斯坦福大学教授后想做的就是为人类留下宝贵的科学财富。
为此,他几乎将全部时间和精力投入到科学研究中,不断学习、创新。 他在自己搞科研的同时,也不忘记培养年轻一代的科学家。
据其妻子于小凡女士撰写的回忆文章称,张首晟一天中的黄金时间是每天凌晨两三点。 只有在夜深人静的时候,他才能放下白天繁杂的工作,让思绪飞扬。
张首晟的生活照片
即便如此,他还是忍不住陷入了工作带来的兴奋和过度劳累之中,常常让他彻夜难眠,苦恼无比。 长期的高负荷思考和工作,让他身心极度疲惫,但即便如此,张首晟在学生和同事面前仍保持着一贯的热情,从不抱怨自己的痛苦。
高额的工作量也让张首晟在自己的拓扑物理领域取得了惊人的成就。 无论是高温超导理论、量子自旋霍尔效应的研究,还是拓扑绝缘体的研究,每个人都能尝到他对科学的热情。 探索精神。
张首晟有两项令物理学界印象最为深刻的成就。 首先是他发现了“量子自旋霍尔效应”。 第二个是他发现了“天使粒子”。 可以说,正是这两项发现奠定了他在物理学领域无与伦比的地位。
那么,什么是“量子自旋霍尔效应”呢?
2006年,张首晟领导的团队提出了基于电子自旋的“量子自旋霍尔效应”来解决半导体能耗和散热问题,认为量子自旋霍尔效应是一种新的电子运动规律。
提出电子旋转方向与电流方向之间存在一定的规律。 人类可以利用这一规则来促进电子的有序运动,从而减少能量耗散。 而且,利用这一定律,可以开发出具有新工作原理的计算机芯片,从而推动信息技术的进步。
德国维尔茨堡大学实验团队在理论上完成预测后,于2007年进行了实验验证,并顺利通过。 当年,它被世界著名自然科学杂志《科学》评为2007年“世界十大重要科学突破”之一。
2009年,张首晟基于“量子自旋霍尔效应”,与中科院物理研究所方忠等人合作,预测了另外三种拓扑绝缘材料。
此后,他与清华大学薛其坤等人开展理论和实验研究,试图将这一理论转化为真正的工程应用。 果然,通过双方的密切合作,这种高质量的新型量子绝缘材料最终成功制备出来,并在拓扑绝缘体的基本性能研究中取得了一系列开创性的成果。
张首晟获奖照片
这些优质绝缘材料将对我国军工、医药、装备制造等行业的升级换代起到至关重要的影响和作用。
2013年,张首晟团队再次发现量子反常霍尔效应。 这是继发现反常霍尔效应130年后,中国科学家首次发现量子反常霍尔效应。 一经发现,再次轰动世界,成为国际物理学界的一件大事。 科学突破之一。
2017年,在张首晟带领下,团队发现了“手性马约拉纳费米子”。
这是什么样的发现?
1938年3月21日,意大利物理学家马约拉纳在巴勒莫开往那不勒斯的班轮上神秘失踪。 一年前,他本人就曾提出,存在一种与其反粒子完全等价的费米子。 ,它是它自己的反粒子。
马约拉纳提出的反粒子与我们所信仰的阴阳哲学完全不同。在我们所信仰的阴阳哲学体系中,世界上的一切事物都处于一个对立的世界,比如光明与黑暗,善与恶,天使与魔鬼,白天与黑夜等等。
马约拉纳提出费米子的反粒子就是它本身,这打破了人们的常识。
在接下来的几十年里,物理学家将寻找马约拉纳费米子视为物理学研究的崇高目标。 许多科学家走上了探索费米子的科研道路。 然而几十年过去了,他们都没有得到自己想要的。
张首晟的生活照片
张首晟团队也不例外,很快也加入了寻找费米子的行列。 并且从2010年到2015年连续五年发表了三篇重量级论文,准确预测了费米子在哪里可以找到,并与实验室物理学家一起积极探索。 在研究过程中,他终于发现了手性马约拉纳费米子,并将其命名为“天使粒子”,意思是“只有天使,没有魔鬼”。
“天使粒子”的发现不仅是张首晟在物理研究领域的重大成就,也是物理学界最具里程碑意义的事件。
“天使粒子”对于未来构建更加稳定的量子计算机具有重要意义。 它们可以完美解决当前量子计算机的不稳定性,彻底消除一直困扰量子计算机发展的不稳定性。
马约拉纳神秘失踪八十年后,中国科学家张首晟以其卓越的科学精神继承并破译了他的预言,为世界物理学的发展贡献了中国的力量。
张首晟在物理学领域的天才表现和杰出成就受到了导师杨振宁的高度评价。 大家都说他的爱徒张首晟是“迟早会获得诺贝尔奖的人”,对他的喜爱溢于言表。
其实对于我们中国人来说,是否获得西方诺贝尔奖并不重要。 重要的是做一个心系祖国的人。
是的,张首晟是一位从中国走向世界的科学家,但他心系祖国,没有忘记自己的根。 他不仅通过与中科院物理研究所的合作提升了中国的科技水平,还致力于链接中美科技与经济发展的事业,帮助提高中国的综合实力国家实力。
张首晟照片
1999年,张首晟与硅谷企业家共同创立了华远科技协会,会员包括40多位中美科技领袖、投资人和企业家。
2013年,张首晟与斯坦福大学学生顾安嘉博士共同创立丹华资本。 以斯坦福大学为核心,重点投资美国最具颠覆性的创新技术和商业模式,连接美国创新与中国市场。 丹花中的“丹”是“赤子之心”的意思,“华”取自“中国”,说明他有一颗赤诚之心,想要在中国发光发热。
尽管他的头顶上挂着“迟早会获得诺贝尔奖的人”的耀眼光环,尽管他拥有一个幸福的家庭。 然而,长期高强度、大负荷的工作,让张首晟患上了抑郁症。
2018年11月,感冒引起的咳嗽一直没有好转,连吃药也收效甚微,让他备受煎熬。 再加上加州人群聚集造成的雾霾以及工作的紧张,张首晟持续受苦。 我连续几个星期彻夜难眠,身体极度虚弱。
12月1日,张首晟在斯坦福实验室与一群学生、同事有说有笑,讨论研究课题。 可谁也没想到,刚才还在兴致勃勃地分析物理难题的张首晟,转眼间就二话不说,从实验楼上跳了下来。 从来不抱怨疼痛的他,也丝毫会用这个。 他以无痛的方式结束了自己的生命,并用自己的双手标记了自己55岁的人生。
张首晟走了,但他留给世人的财富和他的思想依然存在。
在他所有的科学研究中,无论是量子自旋霍尔效应、拓扑绝缘体材料还是天使粒子,都是下一代芯片技术的革命性技术。 凭借他的基础研究,极有可能引发未来新一代信息技术革命,对于我国的“卡脖子”技术来说也是一个质的提升和突破。
张首晟获奖照片
有人曾表示,张首晟的去世让中国突破美国高科技技术封锁的时间推迟了数年。 就在他去世前一个月,中国科学技术大学合肥微尺度物理科学国家研究中心王兵教授、赵爱迪副教授研究团队与徐勇助理教授、段文辉教授、张清华大学首胜成功研制出扁平蜂窝状单层锡烯结构,结合第一性原理计算,证实了拓扑能带反转和拓扑边界态的存在。
相关报道指出,这种锡烯是一种理想的大能隙二维拓扑绝缘体,有望实现室温量子自旋霍尔效应量子物理学家诺贝尔奖得主,这是拓扑电子器件应用的里程碑。
可以说,张首晟的去世是中国和世界的巨大损失。
当得知爱徒张首晟自杀的消息时,杨振宁悲痛万分,对他的英年早逝感到十分惋惜。 在斯坦福大学物理系为张首晟举行的追悼会上,他的同事、好友、1998年诺贝尔物理学奖获得者劳克林教授感慨地说:“他是中国送给中国的最伟大的礼物。”为美国乃至世界做出了贡献。” 他的天赋之一是他是一位非常杰出的科学家,就像他举世闻名的导师杨振宁先生一样。”
那么,是什么原因让张首晟这位中国青年天才在物理学领域建立了享誉世界的业绩呢?
他去世后,他的妻子于小凡在整理他残存的手稿时,发现了许多笔记。 这些笔记除了大量有关物理学的记录外,还包含大量记录他在历史、哲学和文学方面的著作的文字。 、生物学和科学方面的考虑。
于小凡看着这些笔记,不禁想起了一句苏格兰谚语,“异国他乡的一角,永远是苏格兰。” 张首晟的心里,有一颗赤诚的中国心。 无论身在异国他乡,他心里始终惦记着中国。
此外,张首晟还在笔记中写下了自己17岁时去哥廷根大学时的想法。 他写道:“生命的意义只有两种,能够超越腐朽肉体的,是我们传给子孙的意义。基因繁衍再繁衍;第二是我们创造的思想,被记录在历史中,为人类做出贡献。”在我敬佩的科学家的墓碑前,我明白了生命的两种意义,从此我的生活不再迷茫,我愿意把青春的热情为伟大的科学做出贡献,我希望我的生活可以用一个公式来概括。”
张首晟去世后,他的爱人于小凡、儿子张晨波、女儿张晨婷为他修建了墓碑,以实现张首晟少年时的梦想,明白生命的意义。
张首晟家庭照片
该墓碑由张首晟的好友、原中央美术学院设计学院院长王敏及其夫人沉晓红设计,并在张首晟的学生齐晓亮、连健的帮助下完成。
墓碑正面印着一行公式:这个公式凝聚了张首晟在拓扑绝缘体领域学术研究的精华,描述了量子自旋霍尔效应和拓扑绝缘体中电子运动的规律。 你看到的照片就是这个公式。
张首晟墓碑上的口诀
墓碑底部刻有斯坦福大学的校训:“自由的空气在飞扬”。 墓碑背面刻有守诚最喜欢的诗句:一沙一世界,一花一天。 无限尽在掌中,瞬间即是永恒。 ”
尽管张·肖尚(Zhang )消失了,但他的儿子和女儿遗传了他的才智和勤奋性,他们在学习中并不逊于他的父亲。 他的儿子张·陈(Zhang )毕业于哈佛大学,他现在完成了牛津大学统计学博士学位,并从事人类基因研究。 在他的女儿Zhang 获得斯坦福大学的硕士学位后,她还将获得教育博士学位。
尽管他们都还很年轻,但他们不仅继承了张肖恩(Zhang )的聪明和勤奋基因,而且还追求了卓越的学业。
在这两个孩子中,张·肖恩(Zhang )的爱与渴望,他对探索未知世界的热情以及他对信仰的毅力和奉献精神已被极其继承和实现。 更巧合的是,这两个孩子参与了遗传研究和教育,这完美地说明了张·舒恩(Zhang )对生活意义的两个主要思想。
张·肖恩(Zhang )和杨参加了活动
好的,这就是今天与您讨论老挝主题的讨论。 我敦促我的朋友喜欢,发表评论和转发。
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