張首晟歸去：也無風雨也無晴

斯坦福大學終身教授、著名華人科學家、美國科學院院士、富蘭克林獎章獲得者張首晟教授於當地時間12月1日在美國意外去世，享年55歲。根據張首晟家屬發表的聲明，「張首晟在與抑鬱症鬥爭後意外去世。」

張首晟以及其名下的丹華資本專註於投資最具顛覆性的創新科技和商業模式。近年來丹華資本在中美兩國的投資界表現非常活躍，這與張首晟對斯坦福大學創業環境的深刻認識有關。

在去年的博鰲論壇上，張首晟曾對第一財經記者表示：「一些美國學校既搞教育，也搞科研創新，這樣才能把最前沿的經驗傳遞給學生，引導其創新能力，斯坦福大學就是一個最好的例子。這也是為什麼像惠普、雅虎、谷歌這些企業都是在斯坦福誕生的。矽谷如此成功的原因之一，就是它就像一個大熔爐，把世界頂級人才都吸引過來。」

2016年張首晟與諾貝爾物理獎「擦肩而過」，他也成為「離諾獎最近的華人科學家」。基於他對拓撲絕緣體和量子自旋霍爾效應的開創性研究，張首晟已包攬物理界所有重量級獎項，包括歐洲物理獎、美國物理學會巴克萊獎、國際理論物理學中心狄拉克獎、尤里基礎物理學獎和富蘭克林獎章。

難得的理論物理學家

張首晟生於上海，後在斯坦福大學任教超過20年，擔任斯坦福大學物理系、電子工程系和應用物理系終身教授。他的主要研究領域包括高溫超導、量子霍爾效應、自旋電子學、強關聯電子系統等。

1978年高考剛恢復那時，張首晟以15歲的年齡考入了復旦大學物理系，可謂少年天才。在復旦大學學習兩年之後，他以優異的成績被選派德國留學。1983年張首晟從柏林自由大學畢業後，來到美國紐約石溪大學的「楊振寧理論物理研究所」攻讀博士學位。

中國科學技術大學上海研究院副研究員張文卓對第一財經記者表示：「儘管張首晟博士期間名義上師從荷蘭人Peter van Nieuwenhuizen，但他是嚮往著楊振寧而去的紐約並且多次接受過他的指導，所以楊振寧先生一直把張首晟當成自己的學生，而且是自己的學生中最出色的，沒有之一。」

張首晟於1987年拿到博士學位，之後的學術生涯一帆風順，在加州大學聖芭芭拉分校理論物理研究所和IBM研究中心做了兩期博士後之後，1993年，時年30歲的張首晟成為斯坦福大學的助理教授，2004年，剛過40的他正式成為斯坦福大學終身正教授。

對於得意門生的離世，96歲的楊振寧表示：「張首晟在凝聚態物理研究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的震驚物理學界的工作。」楊振寧曾多次預言，這項工作獲得諾貝爾獎「只是時間問題」。

凝聚態物理學是現代物理學最大的分支，佔了物理從業人數的半壁江山，在中國甚至超過半數。凝聚態物理學以量子力學為基本原理，研究固體、液體等由原子緊密聚集而成的狀態，以及狀態之間的相變，其核心內容是研究電子在各種由原子組成的周期勢阱中產生的量子效應。

在斯坦福大學的網站上，12月6日刊登了一篇紀念張首晟的文章。文章中對張首晟的成就進行了高度的評價，稱其為非常罕見的理論物理學學家，他的學術用非常抽象的概念來解釋量子態物質，並對量子未來技術的發展產生深遠影響。

張首晟生前的同事，斯坦福大學物理系教授兼教務長Persis Drell表示：「他的離去對他的家庭、同事、學校和整個領域都是巨大的損失。」張首晟生前的指導教授以及論文的合作者、斯坦福大學理論物理研究院教授Steven Kivelson表示：「我失去了一位摯友，他富有感染力的激情，以及熱愛探索的心和跨領域的才能，與最終的悲劇判若兩人。」

在斯坦福大學，張首晟以其卓越的跨學科的創造力聞名。他的知識面非常寬廣，從新材料到量子引力再到人工智慧無所不知。他還善於將理論與真實世界相結合。「他不僅能夠解釋數學和物理世界純粹的美，而且能夠將這種抽象的概念運用於真實世界。」斯坦福大學副教務長兼研究主管、應用物理學教授Kathryn Ann Moler表示，「我們很多人都希望兩者兼具，但首晟不僅擁有這種能力，而且非常高效地將理論聯繫實際。」

優雅地捕捉霍爾效應

張首晟研究生學習的是超引力，不過後來他將注意力轉移至分數量子霍爾效應。分數量子霍爾效應是過去二十年中，凝體物理研究里最重要的成就之一，也是經常受到諾貝爾獎表彰的領域。要解釋這個效應，需要用上許多量子物理中最微妙的概念。1998年的諾貝爾物理獎，就頒給了美國普林斯頓大學的崔琦（Daniel C. Tsui）、哥倫比亞大學的史特莫（Horst L. Stormer）及斯坦福大學的勞夫林（Robert B. Laughlin），三人的獲獎理由是「他們發現了一種新形態的量子流體，其中有帶分數電荷的激發態」。張首晟認為，分數量子霍爾效應是他有生之年更有可能通過實驗來證實的。

1988年，張首晟與當時還在紐約州立大學石溪分校（SUNY Stony Brook）的Kivelson以及Hans Hansson教授合作，對拓撲量子場論進行延伸，並得出一種能夠用於優雅地捕捉分數量子霍爾效應物理變化的方法。

Kivelson教授回憶道改變他對世界的理解、看問題的方法的那天。「首晟有一天來看我，他告訴我一個驚喜的發現。」Kivelson教授說道，「他對我說，你看我發現了什麼？說著他把自己的這套理論思想畫出來了，這時，我發現關於分數量子霍爾理論的一切神秘的特徵都簡單地躍然紙上，這令人不可思議。」

通常物理學家要解釋一套理論需要費盡口舌，而張首晟用如此簡單超脫的方式來解釋複雜的物理現象，這是Kivelson教授前所未見的。「他的想法是如此聚焦而又完美。」Kivelson教授說道。

張首晟具備這樣化繁為簡的能力，還要感謝恩師楊振寧。早在楊振寧為研究生新生開設的「理論物理問題選」的課程上，張首晟就已經領悟到理論物理學的真諦——自然的複雜性可以統一於理論的美與簡潔之中。

回憶起楊振寧，張首晟曾說道：「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，比如F=ma、E=MC2就是描寫大自然的最美麗的詩句。」

第二天，張首晟與當時的合作者IBM的李東海（音）以及Kivelson教授將這種拓撲量子場論的研究方法應用到量子霍爾系統整體屬性的預測，包括當它們在某些條件下作為絕緣體和金屬的表現等，這些預測後來都被實驗所證實。

預測大自然的天才

「一花一世界，一沙一天堂」。這是張首晟生前最愛的一首詩，也詮釋了他的人生。在張首晟看來，科學能夠通過實驗對自然界做出預測的能力是最為神奇的。他曾說：「理論最偉大的地方在於預測，它揭示了人們認知的程度。」

而張首晟本人就是一個預測天才。他曾做出非常多的重要且成功的預測。「他的科學品位很高，他擁有預判哪些研究值得哪些研究不值得的直覺，而且能給出解釋。」Moler教授說道。

2005年，張首晟團隊與賓夕法尼亞大學的團隊共同提出量子自旋霍爾絕緣體，在這種狀態下，電子將按順時針沿導體邊緣運動。與無序運動導致熱量產生相比，電子保持秩序狀態則幾乎沒有能量損耗，由此引發了科學界研製新的電腦元器件的設想。

但是，量子霍爾效應需要極低溫和強磁場的苛刻條件。張首晟設想，能否在正常條件下，讓電子有序運動。他提出了量子自旋霍爾效應的理論預言。2007年，德國維爾茨堡大學的實驗室確認了量子自旋霍爾效應並實驗成功。

張首晟的另一大研究貢獻是拓撲絕緣體。這是一種內在絕緣、表面導電的新材料。張首晟相信，拓撲絕緣體的屬性能夠讓摩爾定律得到延伸，若能實現工業化，將有助於製造更小、更強大的晶元，給電子信息產業帶來革命性突破。

2017年，在外界看來，張首晟的理論學術成就達到了頂峰，並再次證明其將理論與實踐結合的能力。他的團隊參與發現了「馬約拉納費米子」，這種粒子也被稱作「天使粒子」，一經發表便引起全球學界轟動。

「馬約拉納費米子」是馬約拉納本人在1937年解狄拉克方程時猜出來的，反粒子是其自身的特點，也是它最奇特之處。物理學家80年來一直在尋找這種神奇的粒子。此前有科學家猜測粒子物理中的中微子有可能是「馬約拉納費米子」，但其驗證十分困難。

張首晟團隊不僅預測了這種粒子可能是基於何種物質的，同時還預測了它的實驗特徵。這些預測最終都被加州大學洛杉磯分校（UCLA）的實驗科學團隊所證明，並將文章發表於《科學》雜誌。

文章的第一作者，加州大學洛杉磯分校（UCLA）的何慶林介紹道：「UCLA團隊利用分子束外延技術，製備了只有6納米厚的反常量子霍爾絕緣體薄膜，然後在表層沉積超導體後將樣品冷卻至接近絕對零度，通過外加電場和磁場的調控，測試樣品的量子電導，來證明了具有馬約拉納費米子激發的輸運態，並且世界上首次實現其粒子的量子化，因此，這項工作是世界上首次實驗證明這種粒子存在的最有力的證據。」

不過，在張文卓看來，儘管「天使粒子」是張首晟團隊的另一個重要發現，但這一發現對於張首晟的學術成就而言，只能屈居第二。「因為它是建立在發現拓撲絕緣體的基礎上的，雖然張首晟團隊做出了一系列理論預言並和實驗團隊合作第一次確認了『天使粒子』的存在。」張文卓對第一財經記者表示。

張首晟相信，這種「天使粒子」能夠用來建造非常強大的量子計算機，並且不受外界噪音的干擾。近期，他還倡議斯坦福大學打造一個專門從事拓撲物理和量子信息的研究中心，而他本人原本也將被任命為該中心的首位主任。

斯坦福大學的Moler教授表示：「這個中心代表了首晟的學術制高點，他將其視為支持下一代科學家發展的方式，並且能夠使其研究工作得以延續。」

為了繼承張首晟教授的學術遺產，張首晟家人已經委託斯坦福大學成立「張首晟紀念基金」，鼓勵在拓撲物理和量子計算方面的研究，目前該基金已經公開向外募集捐款。

跨界投資趕上破發潮

張首晟教授長期身在矽谷的發源地斯坦福大學，那裡創業氛圍得天獨厚，張首晟最終也難以逃脫成為投資人的命運。2013年，他與學生谷安佳一起成立了風投丹華資本，致力於將矽谷模式引進中國，為中國的高新技術做貢獻。據介紹，丹華資本的「丹」取之於斯坦福，「華」取之於中華，意在成為中國連接世界創新創業的聖地——斯坦福大學和矽谷的高速橋樑。

據丹華資本官方網站介紹，丹華資本已發展成為矽谷最大的華人風險投資基金，管理兩隻美元基金和一隻人民幣基金，設有美國矽谷和中國北京兩個辦公室（上海外灘最近新設立了辦公室），管理資金規模超過 5 億美元，基金 LP（投資者）陣容包括國內外著名的互聯網企業、頂級科技上市公司、金融機構的業界領導者，有雄厚的產業資源。

近兩年來，或許是受益於發現「天使粒子」的巨大名聲，張首晟和他的資本在中國做得風生水起，在中國和美國投資了大量的區塊鏈項目。在成立之初，該資本宣稱在人工智慧、大數據、企業服務、移動互聯網等領域進行全球範圍的布局，專註投資軟體、演算法、數據、底層技術創新，不過在2014~2018年之間，丹華資本始終重點布局區塊鏈底層技術賽道。

根據數據統計，截至今年第三季度，丹華資本投資的65個區塊鏈項目中，區塊鏈基礎設施類項目總佔比為55.4%，超過投資總數的一半，包括公鏈、擴容方案、去中心化協議、加密與安全技術等類別。而大部分投資時間集中在2017年和2018年，其中2018年投資數量最多，佔比67.7%。

然而，離開了純美的科學世界，張首晟開始面對殘酷的資本市場的挑戰，幣圈的黑暗更是令他深受其害。事實上，丹華資本這些年的投資從一開始就已經埋下風險隱患。在交易所項目中，丹華投資了FCoin、Hydro、SFOX、Bgogo.com、CoinPark等項目，FCoin伴隨維權和非法融資糾紛，三個月內從風光走向低谷。

根據張首晟教授的生前好友、丹華美元基金LP（有限合伙人）楊寧在社交媒體上刊發的信息，張首晟非常關注區塊鏈技術的原因是，「他認為這是『分久必合，合久必分』大趨勢的一部分」。

楊寧稱，丹華資本僱用的團隊相對年輕，明爭暗鬥，內部矛盾重重，也是導致投資受挫的原因。「年輕人借用丹華基金品牌暗牟私利，私自向項目方索要回扣；也有內部矛盾重重，爭搶項目送幣福利。」楊寧在公開的微信群中發表信息稱，「幾位年輕人頭頂『區塊鏈女皇』、『幣圈新生代掌門人』等丹華資本賦予的光環，卻做著為自己博名利，挖基金和投資人牆角的事情。」

楊寧認為，張首晟教授在科學上高屋建瓴的成就並無助於其在投資領域的管理。「丹華呈現出相對民主的投資決策機制，多由年輕人參與，教授把關，投資項目時多有失誤。」楊寧說道。

據了解，丹華資本的幾個重金投資的項目，比如光場相機LYTRO，機器人公司3D Robotics，無人機Airwave, 室內地圖Insidemaps, 機場用車Flightcar等均血本無歸，其餘大部分項目也面臨增長停滯。基金投資中原先表現最好的明星項目AutoX和META等，也在與Pony.ai、 Hololens等項目的競爭中處於下風。「基金賬面回報僅為約1倍，基本不存在能夠返還投資者收益的可能。」楊寧表示。

2017年幣圈的狂歡，是丹華資本一度成為中國最有名望的區塊鏈基金。然而由於基金受有限合伙人協議所限，並不能直接投資代幣，僅能通過投資項目公司股權的方式投資。直到今年1月，達新的協定，允許投資項目代幣之後，丹華資本才重倉進場。不過據楊寧介紹，丹華資本將大部分資本投資在了歷史最高點，基金投資的多個項目均告慘敗，在交易所中投資的OK和Fcoin也是幾乎清零，成為了這一場資本泡沫中，最被看好也最為萬眾矚目的失敗者。

值得注意的是，張首晟今年2月宣布加入美圖擔任董事，助力其「人工智慧+區塊鏈」的布局。在今年10月下旬，張首晟的照片出現在一位美國上市互聯網電商企業老總的朋友圈裡，該公司也非常關注用區塊鏈賦能零售業，並於近期傳出正在與美圖進行合作。美圖創始人CEO吳欣鴻未對此向第一財經記者做出回應。

面對張首晟的離去，代表目前中國數學領域頂尖水平的青年數學家、麻省理工學院（MIT）教授許晨陽向第一財經記者感慨道：「我身邊很多學術界的朋友後來都去做投資，或者轉型金融，但是我發現自己的性格也做不了這些太複雜的事情，就當個老師挺好。」

曾幾何時，張首晟也發出這樣的感慨，說他最喜歡的事情還是教書，但無奈複雜的環境往往會改變最純粹的人的初心。但願天堂裡面的張教授，還是那個躲在閣樓里心懷浩瀚宇宙哲學的孤獨少年。

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