2018年12月6日，麻省理工學院《麻省理工科技評論》官方微博發布了一則震驚華人世界乃至世界的消息。 消息稱，中國著名物理學家張首晟于美國當地時間去世。 12月1日去世，享年55歲。
張首晟是美國斯坦福大學物理系、電氣工程系和應用物理系終身教授。 畢生致力于拓撲絕緣體、量子自旋霍爾效應、自旋電子學、高溫超導等領域的研究。
在他的帶領下，研究團隊于2006年提出了量子自旋霍爾效應，并于2007年被世界著名的《科學》雜志評為“世界十大重要科學突破”之一。 作為一名物理學家，張首晟獲獎無數。 比較重要的獎項有歐洲物理學獎、美國物理學會巴克萊獎、國際理論物理中心狄拉克獎、烏里基礎物理學獎等。
他還有一個非常耀眼的標簽。 他是諾貝爾獎獲得者楊振寧的得意弟子。 同時，他的導師楊振寧也相信他將成為下一個華人諾貝爾獎得主。 張首晟去世后，其家人在一份聲明中表示，張首晟生前曾與抑郁癥作斗爭。
所以？ 中國科學家張首晟是一個什么樣的人？ 他在物理學領域取得了哪些驚人的科學成就？ 這些科研成果將對人類生活產生哪些巨大影響？ 除了科學研究之外，他還取得了哪些成就？ 另外，他為什么會患上抑郁癥，最后選擇自殺呢？
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張首晟，1963年2月出生于江蘇省高郵市，中國上海。
他的父母都是高級工程師。 可以說，他的家庭是中國最典型的知識分子家庭。 出生在這樣的家庭，張首晟從出生的那一天起，自然就遺傳了父母上進、求知、探索的基因。
張首晟與妻子、導師楊振寧
然而，在他出生的那個時代，知識分子家庭都處于突如其來的時代風暴眼中，張首晟的家庭自然也不例外。
童年時期的張首晟面對時代浪潮，自然而然地迸發出求知欲。 當其他孩子玩耍的時候，張首晟就會偷偷溜進自家的小閣樓，因為小閣樓里堆滿了父母收藏的各種書籍，他求知的欲望在這些書中得到了滿足。
年輕的父母看到兒子喜歡讀書，自然很高興。 更讓他們驚訝的是，張首晟的記憶力和理解力更加驚人。 很多書他只要看一遍就能說出最重要的知識點。
1970年，7歲的張首晟開始上小學。
由于從小就有在家讀書的習慣，再加上父母經常有意無意地偷偷幫助張首晟了解書本知識，年幼的張首晟有著良好的學習習慣和獨立思考能力。 他的學習觀、科學觀早已超越同齡孩子。
因此，讀小學時，張首晟的學習成績一直名列班里第一。 就這樣，張首晟毫無懸念地以優異的成績進入了初中。
12歲的張首晟進入初中時，他覺得初中的課程對他來說太簡單了，很多知識他一聽就能明白。 也許是因為他出生在工程師家庭，所以他對數學、物理和化學特別感興趣。 數理化對于很多孩子來說都比較難學，但張首晟卻能無師自通，每次考試都拿滿分。
當同學們和老師們都對張首晟的學習成績感到驚訝和欽佩時。 然而，他開始有意識地學習高中課程，并向更高的知識領域大步邁進。
如果說，張首晟小時候是在童心的驅使下，誤入了科學的世界。 12歲進入初中后，張首晟目標明確，信心十足，準備在科學的世界里大展拳腳。 他變得極其自律，在科學知識的道路上全力以赴，一次次向未知的領域發起沖鋒。
很快，三年的初中就結束了，張首晟從一個12歲的孩子成長為一個15歲的男孩。 今年恰逢1978年，中國改革開放之初。
張首晟與導師楊振寧
當很多同學擔心自己能否順利進入高中時，張首晟在父母和老師的支持下，直接報考了復旦大學。
當周圍很多人嘲笑張首晟跳過高中直接報考大學時，沒想到的是，最終張首晟以十萬分之一的高分考入了復旦大學。
張首晟后來告訴人們，他選擇復旦大學是因為小時候經常聽到錢學森、楊振寧、李政道等許多大師的名字。 這也引發了他自己對理論物理的濃厚興趣，并在大學時將理論物理作為自己的專業。
復旦大學物理系也成為張首晟向世界頂尖物理學家發起進攻的起點。
1979年，16歲的大學二年級物理天才張首晟被國家選拔成為政府派出的留學交流人才之一，來到德國深造在自由大學。
德國大學都是五年制，但張首晟只用了三年時間就完成了全部五年制課程，并順利從德國自由大學畢業。
然而，當他在德國讀大學時，發生了一件對他影響很大的事情。
入學半年左右，暑假期間，中國駐德國使館召集在德留學生前往波恩聚會。 青年學子們在異國他鄉歡聚一堂，感受親切，在歡快的氣氛中度過了快樂的時光。
從波恩返回柏林的途中，張首晟想去參觀德國著名大學哥廷根大學，于是他邀請了幾位朋友參觀了德國著名大學城哥廷根大學。
于是，幾人一起走進了哥廷根大學的校園。
哥廷根大學不僅是德國著名的大學，也是歐洲非常著名的大學。 哥廷根大學始建于1743年，已有近三百年的歷史。
哥廷根大學培養了無數世界知名名人，培養了數以萬計的人文和社會知名人士，校友遍布世界各地。 僅獲得諾貝爾獎的人就有45人之多。 其中，在自然科學領域，有海森堡、普朗克、費米、波爾、泡利等著名科學家。 社會人文領域人才也不少。 叔本華、歌德和我國的季羨林都出自這所學校。
張首晟在哥廷根大學公墓
可以說，這所大學對世界文明進程產生了重大影響。 正是因為這所學校濃厚的科學精神深深吸引了張首晟，他懷著敬佩和虔誠的心情進入了這所大學。
進入這所大學后，張首晟并沒有被它優美的環境所吸引，而是直接去了哥廷根大學旁邊的一個墓地，因為這里埋葬著他所崇拜的物理學大師，而且他們已經埋葬在這里很久了。 。
他想在他們的墓地近距離接觸他們，探索這些偉大科學家的精神世界。 張首晟走過這些大師的墓碑，仔細地看著墓碑上的文字。 每一個墓志銘看似簡單，卻意義深遠。
海森堡的墓碑上寫著“測不準原理”，玻恩的墓碑上寫著“波函數”。 環顧四周，幾乎每一位大師的墓志銘上，都是他們生前破解、奮斗的科學命題。
看著眼前歷經歲月日曬雨淋斑駁的墓碑，張首晟心中劇烈顫抖。 在這些為人類偉大事業做出巨大貢獻的科學家的碑林里，他也莊嚴地樹立了自己的信念，立志走物理學的道路，實現前人科學家尚未發現的科學領域。 。
1983年，20歲的張首晟順利獲得德國自由大學碩士學位。
此時，他的面前有兩條路。 第一個就是回國。 因為他是公費出國留學，所以出國留學的所有費用都是國家負責的。 因此，一旦完成學業、畢業，就必須選擇回國報效祖國。 另一種途徑是繼續出國留學，繼續學習和掌握西方先進的科學知識。
面對這兩條路的選擇量子物理學家諾貝爾獎得主，年輕的張首晟陷入了長久的猶豫。 我以為回國后就失去了繼續學習的機會。 何況我還年輕，正是讀書的時候。 因此，張首晟最終選擇留下來繼續學業。
不過，這次他并沒有留在德國。 相反，他選擇前往美國紐約州立大學石溪分校學習，師從他自幼崇拜的物理學大師楊振寧攻讀博士學位。
面對這位年輕氣盛的弟子，楊振寧毫不掩飾自己對這位后起之秀的喜愛。 因此，就張首晟的研究方向而言，楊振寧頗有意味地推薦張首晟去研究他所研究的凝聚態物理。
凝聚態物理是楊振寧潛心研究的一門科學，外界很多人并不了解。 張首晟二話不說，欣然接受了導師的建議，投身于凝聚態物理的新征程。
凝聚態物理是20世紀80年代的新興學科，世界上很少有人知道它。 張首晟此前對這個問題知之甚少。 他一直在探索基本粒子研究領域。
因此，當導師楊振寧建議他不要走老路，把研究重點放在凝聚態物理上時，張首晟雖然同意了導師的建議，但不太明白導師為何推薦他研究凝聚態物理。
但很快，張首晟就明白了恩師的良苦用心，也體會到了恩師的先見之明。 不久之后，凝聚態物理成為世界物理領域發展最快的學科。
張首晟攻讀博士學位時的照片
1987年，經過四年的潛心研究，張首晟在導師楊振寧的指導下順利完成了博士學位。
1989年，在獲得博士學位兩年后，26歲的張首晟想要在凝聚態物理領域獲得更多實踐。 隨后加入美國著名高科技公司IBM，專門從事半導體領域的研究。
在這里，張首晟結識了一位科學家，名叫朱棣文。
說起來，朱棣文是張首晟的老家在江蘇，祖籍在江蘇太倉。 祖父朱君年，江蘇太倉城廂鎮秀才。 他不僅自己重視讀書，也非常重視培養孩子們的讀書興趣。
在他的精心培養下，幾個孩子在各自的領域取得了非凡的成就。 朱棣文的父親朱汝金1940年畢業于清華大學化學工程系，大姨朱汝釗早年留學日本。 二姨朱如花曾留學美國，擔任蘭戈大學化學工程系教授。 他是中國第一代化學家。 三姨媽朱如蓉，1943年留學美國，學習化學，也是一名化學教授。
據了解，褚氏的父親和兄弟中，至少有12名家庭成員擁有博士學位或大學教授職位。
1948年2月28日，朱棣文出生于美國密蘇里州圣路易斯的一個學者家庭。
在IBM的研究實驗室里，41歲的朱棣文和26歲的年輕醫生張首晟在這里相遇。 一個是一位在物理學界已經小有名氣的年輕科學家，另一個是才華橫溢的后起之秀。 共同的科研興趣、共同的中國背景、共同的研究領域吸引了剛剛相識的兩人，結下了不可逆轉的友誼，成為亦師亦友的人生知己。
朱棣文很欣賞比自己小15歲的張首晟，并多次表達了對張首晟這位天才科學家的真摯喜愛。 張首晟也非常欣賞朱史蒂文斯，被他豐富的物理知識所吸引。
朱棣文 ( Chu) 的照片
不久后，朱棣文回到斯坦福大學，從事諾貝爾獎項目的激光光譜研究，并成為斯坦福大學物理與應用物理系教授。 他也是該大學第一位華人教授。 張首晟繼續留在IBM從事科研工作。
就這樣，IBM阿爾馬登研究中心的高級研究員張首晟已經在這里工作了四年。
這四年里，他在一流的實驗室里對自己的物理理論進行了深入的思考和探索，科學研究進入了一個新的階段。 朱棣文還因其在激光光譜學領域的杰出成就而獲得1997年諾貝爾物理學獎。 2008年，擔任美國第十二任能源部長。
1993年，在斯坦福大學站穩腳跟后，朱棣文推薦張首晟進入斯坦福大學擔任物理學教授，成為斯坦福大學最年輕的終身教授之一。
從此，年輕的物理學教授張首晟的物理學研究再次進入了一個新的階段。 他15歲開始追尋崇高而神圣的科學夢想，在漫長而孤獨的求知路上全力以赴，孜孜不倦地努力。
在張首晟心目中，他最崇拜的20世紀三位最偉大的科學家是愛因斯坦、狄拉克和楊振寧先生。
如果哥廷根大學讓他明白了生命的意義，不再迷茫，就證實了他將為偉大的科學貢獻自己的熱情。 所以，張首晟成為斯坦福大學教授后想做的就是為人類留下寶貴的科學財富。
為此，他幾乎將全部時間和精力投入到科學研究中，不斷學習、創新。 他在自己搞科研的同時，也不忘記培養年輕一代的科學家。
據其妻子于小凡女士撰寫的回憶文章稱，張首晟一天中的黃金時間是每天凌晨兩三點。 只有在夜深人靜的時候，他才能放下白天繁雜的工作，讓思緒飛揚。
張首晟的生活照片
即便如此，他還是忍不住陷入了工作帶來的興奮和過度勞累之中，常常讓他徹夜難眠，苦惱無比。 長期的高負荷思考和工作，讓他身心極度疲憊，但即便如此，張首晟在學生和同事面前仍保持著一貫的熱情，從不抱怨自己的痛苦。
高額的工作量也讓張首晟在自己的拓撲物理領域取得了驚人的成就。 無論是高溫超導理論、量子自旋霍爾效應的研究，還是拓撲絕緣體的研究，每個人都能嘗到他對科學的熱情。 探索精神。
張首晟有兩項令物理學界印象最為深刻的成就。 首先是他發現了“量子自旋霍爾效應”。 第二個是他發現了“天使粒子”。 可以說，正是這兩項發現奠定了他在物理學領域無與倫比的地位。
那么，什么是“量子自旋霍爾效應”呢？
2006年，張首晟領導的團隊提出了基于電子自旋的“量子自旋霍爾效應”來解決半導體能耗和散熱問題，認為量子自旋霍爾效應是一種新的電子運動規律。
提出電子旋轉方向與電流方向之間存在一定的規律。 人類可以利用這一規則來促進電子的有序運動，從而減少能量耗散。 而且，利用這一定律，可以開發出具有新工作原理的計算機芯片，從而推動信息技術的進步。
德國維爾茨堡大學實驗團隊在理論上完成預測后，于2007年進行了實驗驗證，并順利通過。 當年，它被世界著名自然科學雜志《科學》評為2007年“世界十大重要科學突破”之一。
2009年，張首晟基于“量子自旋霍爾效應”，與中科院物理研究所方忠等人合作，預測了另外三種拓撲絕緣材料。
此后，他與清華大學薛其坤等人開展理論和實驗研究，試圖將這一理論轉化為真正的工程應用。 果然，通過雙方的密切合作，這種高質量的新型量子絕緣材料最終成功制備出來，并在拓撲絕緣體的基本性能研究中取得了一系列開創性的成果。
張首晟獲獎照片
這些優質絕緣材料將對我國軍工、醫藥、裝備制造等行業的升級換代起到至關重要的影響和作用。
2013年，張首晟團隊再次發現量子反常霍爾效應。 這是繼發現反常霍爾效應130年后，中國科學家首次發現量子反常霍爾效應。 一經發現，再次轟動世界，成為國際物理學界的一件大事。 科學突破之一。
2017年，在張首晟帶領下，團隊發現了“手性馬約拉納費米子”。
這是什么樣的發現？
1938年3月21日，意大利物理學家馬約拉納在巴勒莫開往那不勒斯的班輪上神秘失蹤。 一年前，他本人就曾提出，存在一種與其反粒子完全等價的費米子。 ，它是它自己的反粒子。
馬約拉納提出的反粒子與我們所信仰的陰陽哲學完全不同。在我們所信仰的陰陽哲學體系中，世界上的一切事物都處于一個對立的世界，比如光明與黑暗，善與惡，天使與魔鬼，白天與黑夜等等。
馬約拉納提出費米子的反粒子就是它本身，這打破了人們的常識。
在接下來的幾十年里，物理學家將尋找馬約拉納費米子視為物理學研究的崇高目標。 許多科學家走上了探索費米子的科研道路。 然而幾十年過去了，他們都沒有得到自己想要的。
張首晟的生活照片
張首晟團隊也不例外，很快也加入了尋找費米子的行列。 并且從2010年到2015年連續五年發表了三篇重量級論文，準確預測了費米子在哪里可以找到，并與實驗室物理學家一起積極探索。 在研究過程中，他終于發現了手性馬約拉納費米子，并將其命名為“天使粒子”，意思是“只有天使，沒有魔鬼”。
“天使粒子”的發現不僅是張首晟在物理研究領域的重大成就，也是物理學界最具里程碑意義的事件。
“天使粒子”對于未來構建更加穩定的量子計算機具有重要意義。 它們可以完美解決當前量子計算機的不穩定性，徹底消除一直困擾量子計算機發展的不穩定性。
馬約拉納神秘失蹤八十年后，中國科學家張首晟以其卓越的科學精神繼承并破譯了他的預言，為世界物理學的發展貢獻了中國的力量。
張首晟在物理學領域的天才表現和杰出成就受到了導師楊振寧的高度評價。 大家都說他的愛徒張首晟是“遲早會獲得諾貝爾獎的人”，對他的喜愛溢于言表。
其實對于我們中國人來說，是否獲得西方諾貝爾獎并不重要。 重要的是做一個心系祖國的人。
是的，張首晟是一位從中國走向世界的科學家，但他心系祖國，沒有忘記自己的根。 他不僅通過與中科院物理研究所的合作提升了中國的科技水平，還致力于鏈接中美科技與經濟發展的事業，幫助提高中國的綜合實力國家實力。
張首晟照片
1999年，張首晟與硅谷企業家共同創立了華遠科技協會，會員包括40多位中美科技領袖、投資人和企業家。
2013年，張首晟與斯坦福大學學生顧安嘉博士共同創立丹華資本。 以斯坦福大學為核心，重點投資美國最具顛覆性的創新技術和商業模式，連接美國創新與中國市場。 丹花中的“丹”是“赤子之心”的意思，“華”取自“中國”，說明他有一顆赤誠之心，想要在中國發光發熱。
盡管他的頭頂上掛著“遲早會獲得諾貝爾獎的人”的耀眼光環，盡管他擁有一個幸福的家庭。 然而，長期高強度、大負荷的工作，讓張首晟患上了抑郁癥。
2018年11月，感冒引起的咳嗽一直沒有好轉，連吃藥也收效甚微，讓他備受煎熬。 再加上加州人群聚集造成的霧霾以及工作的緊張，張首晟持續受苦。 我連續幾個星期徹夜難眠，身體極度虛弱。
12月1日，張首晟在斯坦福實驗室與一群學生、同事有說有笑，討論研究課題。 可誰也沒想到，剛才還在興致勃勃地分析物理難題的張首晟，轉眼間就二話不說，從實驗樓上跳了下來。 從來不抱怨疼痛的他，也絲毫會用這個。 他以無痛的方式結束了自己的生命，并用自己的雙手標記了自己55歲的人生。
張首晟走了，但他留給世人的財富和他的思想依然存在。
在他所有的科學研究中，無論是量子自旋霍爾效應、拓撲絕緣體材料還是天使粒子，都是下一代芯片技術的革命性技術。 憑借他的基礎研究，極有可能引發未來新一代信息技術革命，對于我國的“卡脖子”技術來說也是一個質的提升和突破。
張首晟獲獎照片
有人曾表示，張首晟的去世讓中國突破美國高科技技術封鎖的時間推遲了數年。 就在他去世前一個月，中國科學技術大學合肥微尺度物理科學國家研究中心王兵教授、趙愛迪副教授研究團隊與徐勇助理教授、段文輝教授、張清華大學首勝成功研制出扁平蜂窩狀單層錫烯結構，結合第一性原理計算，證實了拓撲能帶反轉和拓撲邊界態的存在。
相關報道指出，這種錫烯是一種理想的大能隙二維拓撲絕緣體，有望實現室溫量子自旋霍爾效應量子物理學家諾貝爾獎得主，這是拓撲電子器件應用的里程碑。
可以說，張首晟的去世是中國和世界的巨大損失。
當得知愛徒張首晟自殺的消息時，楊振寧悲痛萬分，對他的英年早逝感到十分惋惜。 在斯坦福大學物理系為張首晟舉行的追悼會上，他的同事、好友、1998年諾貝爾物理學獎獲得者勞克林教授感慨地說：“他是中國送給中國的最偉大的禮物。”為美國乃至世界做出了貢獻。” 他的天賦之一是他是一位非常杰出的科學家，就像他舉世聞名的導師楊振寧先生一樣。”
那么，是什么原因讓張首晟這位中國青年天才在物理學領域建立了享譽世界的業績呢？
他去世后，他的妻子于小凡在整理他殘存的手稿時，發現了許多筆記。 這些筆記除了大量有關物理學的記錄外，還包含大量記錄他在歷史、哲學和文學方面的著作的文字。 、生物學和科學方面的考慮。
于小凡看著這些筆記，不禁想起了一句蘇格蘭諺語，“異國他鄉的一角，永遠是蘇格蘭。” 張首晟的心里，有一顆赤誠的中國心。 無論身在異國他鄉，他心里始終惦記著中國。
此外，張首晟還在筆記中寫下了自己17歲時去哥廷根大學時的想法。 他寫道：“生命的意義只有兩種，能夠超越腐朽肉體的，是我們傳給子孫的意義。基因繁衍再繁衍；第二是我們創造的思想，被記錄在歷史中，為人類做出貢獻。”在我敬佩的科學家的墓碑前，我明白了生命的兩種意義，從此我的生活不再迷茫，我愿意把青春的熱情為偉大的科學做出貢獻，我希望我的生活可以用一個公式來概括。”
張首晟去世后，他的愛人于小凡、兒子張晨波、女兒張晨婷為他修建了墓碑，以實現張首晟少年時的夢想，明白生命的意義。
張首晟家庭照片
該墓碑由張首晟的好友、原中央美術學院設計學院院長王敏及其夫人沉曉紅設計，并在張首晟的學生齊曉亮、連健的幫助下完成。
墓碑正面印著一行公式：這個公式凝聚了張首晟在拓撲絕緣體領域學術研究的精華，描述了量子自旋霍爾效應和拓撲絕緣體中電子運動的規律。 你看到的照片就是這個公式。
張首晟墓碑上的口訣
墓碑底部刻有斯坦福大學的校訓：“自由的空氣在飛揚”。 墓碑背面刻有守誠最喜歡的詩句：一沙一世界，一花一天。 無限盡在掌中，瞬間即是永恒。 ”
盡管張·肖尚（Zhang ）消失了，但他的兒子和女兒遺傳了他的才智和勤奮性，他們在學習中并不遜于他的父親。 他的兒子張·陳（Zhang ）畢業于哈佛大學，他現在完成了牛津大學統計學博士學位，并從事人類基因研究。 在他的女兒Zhang 獲得斯坦福大學的碩士學位后，她還將獲得教育博士學位。
盡管他們都還很年輕，但他們不僅繼承了張肖恩（Zhang ）的聰明和勤奮基因，而且還追求了卓越的學業。
在這兩個孩子中，張·肖恩（Zhang ）的愛與渴望，他對探索未知世界的熱情以及他對信仰的毅力和奉獻精神已被極其繼承和實現。 更巧合的是，這兩個孩子參與了遺傳研究和教育，這完美地說明了張·舒恩（Zhang ）對生活意義的兩個主要思想。
張·肖恩（Zhang ）和楊參加了活動
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