楊振寧首度發聲憶愛徒：張首晟是第一流的物理學家
來源：微信公眾號“光明微教育”
12月6日，美籍華裔物理學家張首晟的家人釋出宣告，確認55歲的張首晟於12月1日意外去世。作為張首晟在美國紐約州立大學石溪分校攻讀博士時的老師，著名物理學家、諾貝爾獎得主楊振寧9日獨家致信光明日報，回顧張首晟的科研歷程和卓越成就，表達對愛徒的無限懷念和哀悼。
以下為楊振寧先生親撰文章：
張首晟是第一流的物理學家
凝聚態物理研究的物件是物質的各種性質：銅為什麼能導電，而橡皮就不能？為什麼水會結冰，會變成蒸汽？等等。這個領域與應用，與世界經濟發展，與人類的日常生活都有密切關係，所以是物理學中特別重要的領域。張首晟在此領域做出多項重要工作。其中最重要的是：關於自旋霍爾效應（QuantumSpin Hall Effect，QSH）的震驚物理學界的工作。
2005-2006年，美國賓州大學（University of Pennsylvania）的C.L。 Kane和張首晟獨立發表理論論文，指出有些複合物在適當條件下可能有表面導電現象。這兩篇文章立刻引起所有凝聚態物理工作者的注意。可是哪些化合物，在何種條件下，才會有此奇特的表面導電現象是一個大難題。
首晟告訴我，他和幾位半導體實驗物理學家於2006年計算了多種半導體中的量子井（Quantum Well）的性質，於2006年11月15日發表了一篇文章，預言一種特別的汞-碲-鎘（Hg-Te-Cd）半導體量子井會有表面導電及其他重要現象。半導體有許多種，量子井的結構有許多可能，他們如何選定了Hg-Te-Cd量子井？我認為回答是：他們有深入的物理直覺。
2007年德國Würzburg大學Molenkamp的實驗團隊，根據此建議除錯了一個HgTe/（HgCd）Te量子井，最後發現果然有導電和其他現象。那年12月莫倫坎普團隊與張首晟和他的學生祁曉亮聯合發表了一篇文章，公佈實驗結果。此文章是近年來最最震驚物理學界的文章。
物理學界普遍認為張、Kane和Molenkamp一定會得諾貝爾獎，現在張不幸逝世，我相信Kane和Molenkamp早晚會得到諾貝爾獎。
01兩位物理學大家的師生情緣
沉澱了幾日之後，96歲的楊振寧發出的這封信，剋制卻包含深情，抹不去的是他對愛徒的欣賞與懷念。
“對他來說，獲得諾貝爾獎只是時間問題。”早在此前，楊振寧就毫不諱言地表達對張首晟科研成就的認可。這不只是老師對學生的偏愛。基於對拓撲絕緣體和量子自旋霍爾效應的開創性研究，張首晟包攬了物理界所有重量級獎項；而國際理論物理學中心狄拉克獎、尤里基礎物理學獎、富蘭克林獎等獎項的得主，通常是諾貝爾物理學獎的候選人。
而就在今年的10月16日，在華東師範大學建校67週年校慶日時，楊振寧和張首晟還師生同臺，共同做客該校大師講堂首講，寄語年輕學子“要在書本外多動一下腦筋”，留下了師生同臺的一段佳話。
“楊先生是我的偶像，他改寫了我一生的研究方向。一切偉大的科學靈感和被驗證的過程就來自於‘尋美求真’的理念。”在當天的演講中，張首晟圍繞“尋美求真”主題，回顧了自己如何在楊振寧先生指引下從高能物理轉向凝聚態物理並取得成功的科研之路，認為自己深受恩師尋美求真風格以及飲水思源愛國精神的影響。
而再往前追溯，這段兩位物理名家之間的師生情緣則在張首晟少年時期就已經埋下了種子。
在一次會議中張首晟曾回憶，早在中學時代，已瞭解楊振寧的科學事蹟，並深受鼓舞努力學習物理學科；到石溪深造也是受到楊振寧朋友影響，因為楊在該校執教。
公開資訊顯示，1983年，獲德國柏林自由大學碩士學位之後，張首晟去了美國的紐約州立大學石溪分校，師從物理學大師楊振寧，攻讀博士學位，研究方向是楊老用心推薦卻又不為人知的凝聚態物理。
在紐約州立大學石溪分校，楊振寧用心教導張首晟，並且不支援張首晟走自己的老路——從事基本粒子物理研究。張首晟曾回憶，兩人第一次見面，他告訴老師，自己的興趣是追逐愛因斯坦的夢想，將引力和其他力統一起來。楊振寧則直接回應，不贊成追求這樣一種目標，物理學是一門寬泛的學科，隨處可以找到有趣的問題。
張首晟一開始並不明白老師的用心，但日後，他領悟到了楊老的遠見，因為當時的楊振寧就篤定凝聚態物理在今天的物理學領域中發展最快。
痴迷“美與簡潔”的天才
更讓張首晟得益匪淺的是，楊振寧，這位有著詩人氣質的科學家，帶領著他領略到了不一般的科研境界。
在楊振寧為研究生新生開設的“理論物理問題選”課程上，張首晟明白老師所言，“自然的複雜性可以統一於理論的美與簡潔之中，而理論物理學的意義正在於此。”
“他告訴我，詩歌追求的境界是用兩句話將複雜的感情說清楚，科學也是追求用一個簡單的公式去描寫大自然的所有萬千現象。藝術和科學是相通的，F=ma’、‘E=MC2’就是描寫大自然的最美麗的詩句。”
導師的話，激活了張首晟對於藝術的啟蒙記憶。
“為美所驅追求科學，真是一種最高的境界，楊振寧先生帶領我進入的境界，在書本上是學不到的。”張首晟感慨。後來，張首晟展望物理學發展的未來，覺得隨著學科越來越專業化，隔行如隔山，而如要真正做出創新，科學家還需更高的視野。
他舉例說，牛頓發現萬有引力，說明了三大力學定理，但當時理論物理根本沒有這個名詞，他那本奠定物理學基礎的書叫Mathematical Principles of Natural Philosophy，這是歷史上最成功的用數學語言來描寫大自然，體現著無與倫比的的美。“因為在最高的境界上，科學跟藝術，科學跟美，主觀、客觀是統一在一起的。”
在這一點上，張首晟頗得導師的精神。師傅領進門，修行在個人，從基本粒子物理突然轉向凝聚態物理並非一件輕而易舉之事，好學而刻苦的張首晟做成了。而對於“美與簡潔”的追求，不僅僅影響他的學術研究，在後來的投資中同樣有所體現。
幾年前，張首晟斯坦福的同事準備了茅臺酒，準備等張首晟獲得諾貝爾物理學家之後把酒高歌，慶祝一番。可惜，張首晟的人生休止符最終停留在了2018年12月1日。
閣樓上的孤獨小孩、少年大學生、楊振寧的得意門生、最年輕的斯坦福終身教授、最接近諾獎的科學家……
張首晟留下很多。而他與楊振寧這段動人的師生情緣，也足以給我們、給今天的教育更多啟迪。
