相信科学，相信明天：纪念著名科学家张首晟教授

去年底我在外办事，突然听到一个消息，我的朋友张首晟教授离我们而去了。我当时第一反应觉得是谣言，因为不久之前我和他还见了面，张教授正当壮年，事业有成，家庭美满，怎么可能一下子就离我们而去了。后来证实了这个消息，除了悲伤和惊讶，我更多的是惋惜。张教授实在是难得一遇的科学奇才，笃定的科学信仰者，同时也是一个好父亲好丈夫，就这样走了实在太可惜。为了表达我的惋惜之情，我在微博中讲，张首晟教授是当今全世界上离诺贝尔奖最近的华裔科学家，但是他离我们而去了。很多媒体转载了这条微博，说明大家对张教授在科学上所取得的成就的认可。

张首晟教授在物理学上有很多成就，其中最突出的贡献是在量子自旋霍尔效应方面，从上个世纪末到本世纪初开始，这是一个非常热门的理论物理学研究课题，当时世界各国物理学家在这个领域上发表的论文很多。在所有这些科学家中，张教授的工作是开创性的，更具体地讲他是最先提出问题的科学家。在科学研究领域，给定一个课题，能够解决它的人总是有的，但是能够基于那个时代科学发展前沿，提出未来大家需要解决的重大问题的人，则是少之又少，张教授则是这样的人。可以讲，量子自旋霍尔效应当时能够成为热门课题，在很大程度上是因为张首晟、康恩、米尔几位物理学家所作出的开创性工作。

基于量子自旋霍尔效应，张教授等人为人类指出了找到拓扑绝缘体的方向，并且后来和清华大学合作，验证了他的理论。拓扑绝缘体在今天信息时代有着非常重大的意义和商业价值。这种材料内部是绝缘体，表面是超导体，因此如果能够用它做成元器件材料，将极大地降低各种IT产品（特别是计算机）的能耗。2007年，美国著名的《科学》杂志将张首晟教授在量子自旋霍尔效应领域的研究成果评为当年全球十大重要科学突破之一。同年，张教授获得了古根海姆奖，这是他职业生涯所获得的第一个有影响力的奖项。此后，张首晟教授获得了七个重量级的科学大奖，包括欧洲物理奖（2010年）、狄拉克奖章（2012年）和富兰克林奖（2015年）。今天，全世界还没有第二个中青年的华裔科学家在短时间内获得这么多的科学大奖，这也是我们说他是离诺贝尔奖最近的华裔学者的原因。

张首晟教授的学术成就，一方面来自于他的聪明和不懈的努力，另一方面来自于他对科学的品味。

张首晟教授平时给人的印象是随和大方、笑容可掬，完全没有很多人印象中科学家的高冷和古板。但是只要和他接触时间长一些，就会发现他是一个极为聪明、极有见地的人，甚至堪称天才。我见到的各种聪明人，应该讲是非常多的，包括不少诺贝尔奖和菲尔兹奖获得者，即便在这些人中间，张教授也是极为聪明的。当然，世界上最聪明的人，和最有成就的人常常是两个群体，他们之间有交集，但并不能画等号。将聪明才智转化为成就，勤勉、坚持不懈的努力和终身学习是必不可少的，而张教授在这方面做得非常出色。他从小开始就非常喜欢学习新知识，这个习惯即使在功成名就之后也没有改变，每天晚上一定要在固定的时间学习。近几年来，他还通过听课学习最新的人工智能、区块链和量子计算知识。我在很多场合一直在讲终身学习的重要性，张教授作为一个世界级的物理学家，还一直在坚持学习，这足以让那些大学毕业就讲书本置之高阁的人感到汗颜。

除了坚持学习，张教授做事极为严谨有条理。或许是因为早年在德国接受的严格的理工科教育，张教授有很多只能在德国科学家和工程师身上看到的做事风格。比如他过去每天上完课会誊写自己的笔记，然后装订成册，保留下来。后来当了教授，他依然每天整理自己的讲稿甚至学生的笔记，不仅保留原始的记录，而且会扫描到计算机中保存起来。这种习惯，我的一些德国同事也有，但是其他国家的人很少有做到的。此外，张教授所有的文章，包括给我的《文明之光》一书写的序言，都是手写，然后再输入到计算机中。这些手稿，张教授都保留了下来。这些笔记和手稿，是非常珍贵的研究资料。通过这些手稿，我们能够看到张教授在科学研究上的思维过程，理解他确定研究课题并做出重大发明发现的思路。在今天物欲横流的社会里，人们难免比较功利，只重视结果不重视过程，甚至把科学简单地理解为正确的结论。但是科学真正的含义是求真的过程，张教授通过他的工作方法，很好地诠释了什么是科学。

当然，要成为世界顶级的科学家，光有勤勉和严谨还是不够的，还需要有悟性和灵性，世界上但凡达到大师水平的人，都需要如此。当然悟性和灵性说起来有点抽象，张教授更喜欢用品味来形容它。事实上，我和张教授最早认识就是因为我们对数学和自然科学的喜爱，尤其是能够欣赏科学所产生的美感。很多年前我写了《数学之美》一书，张教授读后非常喜欢，买了很多本送给他的学生，因为他觉得只有能够体会科学的美感，才能成为顶级的科学人才。张教授在这方面的造诣，受到他的恩师杨振宁先生的影响。杨先生是20世纪少有的物理学奇才，除了发现了获得诺贝尔奖的宇称不守恒定律，还提出了杨-米尔斯理论。杨先生在培养学生时，把重点放在培养他们的品味上（taste）。杨先生认为，一个科学工作者，读什么样的论文，寻找什么课题，可以看出他的品味，这就如同人在饮食上会有不同品味一样。只有培养起极高的品味，才能成为大师。因此，在大学里，杨先生专门开课教学生们如何选论文，如何读论文。在物理学的品味这方面，张首晟教授得到了杨先生的真传。世界上很多大科学家，自身的艺术水平和鉴赏能力都很强，张教授也酷爱艺术和音乐，特别喜欢瓦格纳的音乐。对音乐和艺术的喜爱，或许是他能够体会物理学美妙之处的原因。

张教授兴趣广泛，特别是对历史非常感兴趣，因此我当时请他写《文明之光》的序言，他就欣然答应了。张教授对历史的态度和我有相似之处，比如都看淡王侯将相在历史上的作用，而看重科技进步的力量，特别是科学能够让社会获得可叠加式的进步。张教授最喜欢的一句话是法国政治家、枢密大主教黎塞留的“笔胜于剑”，因此他毕生致力于通过科学改造世界。张教授在很多场合讲到《几何原本》对文明的作用，因为那里面的知识一旦产生，就可以让全世界在一个更高的基础上发展。

张教授在成名后，利用他的影响力成立了基金，支持年轻人创业，希望这样能有更多的年轻人加入到利用科技改变世界的队伍中。虽然他身兼数职，非常繁忙，各种活动邀请他的人很多，他常常不得不谢绝掉大部分，但凡是有和年轻人创业相关的活动，他都不推脱。和绝大部分人搞投资是以金钱回报为目的所不同的是，张教授做这件事更多地是发自内心对科学和技术的信仰，相信科技的力量可以让明天变得更好。因此，他是一个非常纯粹、笃定的理想主义者。

我经常讲，人生就像是一条河，他对世界的影响力可以由长度、宽度和深度三个因素决定。世界上大抵有两类具有影响力的人。一类是时下当红的明星，他们有很多的受众，因此非常宽，但是通常比较浅、持续的时间也比较短。另一类正相反，他们的受众不会很多，但他们自己有深度，影响力比较长久。张首晟教授属于后一种人，能够理解他研究工作的人并不多，但是他的研究很有深度，对科学和世界的影响也会很持久。

今天，我们缅怀张首晟教授，不仅要感谢他对物理学，对世界文明的贡献，更希望通过了解他对科学孜孜以求的一生，做事情严谨的态度，以及对人类未来美好的憧憬，能够不断激励我们去建造更美好的世界、更美好的未来。这样，张首晟教授在天之灵也会安息的。

吴军

2019年4月10日于硅谷

（作者吴军博士，美国硅谷风险投资人、畅销书作家，毕业于清华大学、约翰·霍普金斯大学，谷歌中日韩搜索算法主要设计者、腾讯公司前副总裁，著有《数学之美》《浪潮之巅》《大学之路》《见识》《态度》等书。作者附注：本文内容经张首晟家人和同事核实。）