里程碑式发现使量子计算成为可能

中间黄圈即神秘的马约拉纳费米子。

科学界一直在寻找费米子中是否存在马约拉纳所称的神秘粒子，直到80 年后，“天使粒子”（即Majorana 费米子）被发现。这是继发现“上帝”粒子（希格斯波色子）、中微子、引力子之后的又一里程碑式的成果，不仅具有重大的理论意义，而且具有重要的潜在应用价值——让量子计算成为现实。

张首晟说：“这是一个物理学界激动人心的时刻 ，就像我们的生活好像存在着的对立面，有阴有阳，有天使有魔鬼。在80 年前， 物理学家提出关于正反粒子的大胆设想使得人类一直在寻找。在2010 到2015 年期间，我与团队连续发表3 篇论文，精准预言了在哪里能够找到Majorana 费米子，继而指出哪些实验信号能够作为铁证如山的证据。”

说到“神秘粒子”，还要从1928 年物理学家保罗．迪拉克（Paul Dirac）的那个惊人预测说起，他认为宇宙的每个基本粒子，都有一个相对的反粒子，就像是一对双胞胎，但是带着正负能量。当它们相遇时会相互烟灭，释放出一股能量。几年后，物理学家确实发现了反物质， 即和电子相对的正电子（positron）。

到了1937年，物理学家埃托雷· 马约拉纳（Ettore Majorana） 做出了更大胆的假设。他认为，费米子（fermions）粒子，即质子、中子、电子、中微子和夸克等，本身即存在反粒子，也就是说它们没有一个相对的反粒子，它们自身就是自己的反粒子。这致使80 年来科学界一直在寻找费米子中是否存在马约拉纳所称的神秘粒子。

7 月21 日，在全世界最权威的学术期刊之一《科学》上，一篇论文宣布，研究者发现了马约拉纳费米子存在的第一个证据。

张首晟介绍说：“按照我们的理论建议，加州大学洛杉矶分校（由王康隆教授领衔）、加州大学戴维斯分校（由刘恺教授主持）和加州大学尔湾分校（由夏晶教授主持） 的实验家团队与我们斯坦福大学理论团队密切合作，在理论建议的器件中发现了手性马约拉纳费米子。之所以命名‘天使粒子’，这来源于我读过的一本小说《天使与恶魔》，这部作品描述了正反粒子湮灭爆炸的场景，我被这个想法所吸引进而一直在寻找。过去我们认为有粒子必有其反粒子，正如有天使必有魔鬼。但今天，我们找到了一个没有反粒子的粒子，一个只有天使，没有魔鬼的完美世界。”

谈到该发现是否会很快进入到应用时，张首晟说：“不一定很快会应用，但是给了我们一个非常好的愿景，现在我们人类解决的问题需要优化很多选择路径，通常上计算机只能用程序法一个一个试下来，而这个新发现可以使有效的量子计算成为可能。”

丹华资本帮中国企业提升创新能力

作为华人科学家，张首晟始终心念故国。2009 年，张首晟入选 “千人计划”，并被清华大学特聘为教授，一直为祖籍国效力。他的言谈间，很自然地提到“我们国家、我们民族”这样的词。正因为如此， 2013 年，张首晟和他的学生谷安佳博士共同创办了“丹华资本”。

“丹华”两字有很深的含义。张首晟说：“‘丹华’之名就来自于——‘丹’（斯坦福，又译作史丹佛）和‘华’（中国）和组合， 意味着连接中美资源这个愿景。”

张首晟不仅仅把“丹华资本” 定位为一支优秀的风险投资基金， 更是为了搭建一个资本和服务的平台，以帮助中国企业集体提升创新能力和产业升级。在谈到如何可以一边做科研、一边做投资这个问题时，张首晟说：“将两个看起来平常好像不相关的内容统一起来，也是我认为最高的一种境界。比如说我研究的是拓扑绝缘体，就是把高深的数学概念和一个非常现实的材料学概念统一起来，这让我感觉是人生的最大乐趣。中国现在是一个非常激动人心的时代，我们已经走出了从生产为主，现在进入创新为主，国家政府也提出双创的概念，但是在这个核心中最主要的是看准一个方面，到底从哪个方向走，在这个双创的时代，我用我的经验、用科学的精神来做投资也会给科学带来荣耀。‘丹华资本’在短短3年内发展到今天的规模，在整个硅谷投资历史上也是创了纪录。”

深受恩师影响 探寻过程中充满乐趣和好奇心

对于张首晟的成就，其导师杨振宁曾说：“他获得诺贝尔奖只是时间问题。”其实，早在几年前，张首晟就已经被视为诺贝尔物理学奖获得者的热门人选。尽管最后与之失之交臂，但是诺贝尔奖得主杨振宁坚信，他的这位爱徒会是下一个诺贝尔物理学奖的获得者。

在2015年美国国家科学院公布的新增院士名单中，张首晟成为当选的7 位华裔之一。同时，他也是美国人文与科学院（又译为美国艺术与科学院）和中国科学院的院士。因为对拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应的开创性研究，这位斯坦福最年轻的终身教授还和科学巨匠爱因斯坦、居里夫人、爱迪生等一样获得了富兰克林奖章。

迄今为止，张首晟已经拿到诺贝尔奖之外的几乎全部物理学奖。谈到对诺奖的期待时，张首盛说：“诺贝尔奖是可遇不可求的，它表彰在物理学作出最杰出的贡献的人士，同时在评选中也有很严格的筛选，爱因斯坦等了18 年才获得诺奖。对于我来说，从事物理学研究， 诺奖并不是我的终极目标，我认为当我怀着好奇的心去探寻未知事物时，就好像经历一场冒险，在这个探险过程充满着乐趣，这也是我对科学追求最大的驱动力。”

今年4 月，张首晟曾回国去探望恩师杨振宁。他在微信朋友圈里上传了一张和杨振宁教授的合影， 他写道：“今天在清华园看望杨振宁先生，老人家今年95 岁大寿，神采奕奕谈笑如生！师生情谊地久天长！”

这番肺腑之言表达了张首晟对这份师生情谊的珍惜。他说：“杨振宁对我影响非常大，当年他的一课堂给我印象深刻。他讲了科学里关于‘美’的看法，让我感觉到科学不仅是追求‘真’的过程，而且具有探寻‘美’的意境。在我们人生的路上会遇到很多选择，最终选择一些美丽的思想去探索，这也是杨振宁所给予我的启发。从此以后我在科学探险的路上，使我始终追求这种最高境界的美。”

尽管在外人看来，张首晟的经历可谓“顺风顺水”。但是，谈到在德国求学的时光时，他也有过一段迷惘的心路历程，他说：“1981 年在德国留学，当时非常地困惑， 重要的问题是考虑未来就业的问题，感觉找不到人生的出路。当我环游德国到了哥廷根时，当时的同学带我去学校旁边的一片墓地，那些伟大的物理学家和数学家就埋葬于此。他们的墓碑简单而平凡，上面刻着他们的名字、出生年月。但是，与众不同的是，他们的墓碑上面都有一个公式，这给我留下了深刻的印象，可以说他们一生的最高成都浓缩在这个公式里。这使得我心灵受到震撼，人要追求永生不需要多少功名利禄，一个简单的公式，它却可能永远改变了人类文明进程，并被人们永远记住。”

记者曾经在斯坦福里听过张首晟的一次讲座，他谈到“大道至简”， 说爱因斯坦质能方程E = mc2 小到微观粒子、大到宏观宇宙都适用。

张首晟说：“是的，这是一个非常简单的公式，又是一个大道理， 事实上我认为不论是科学的境界， 还是艺术和文学这些都是相通的。就像我们写一首诗是为了用非常简单的语言写一个非常复杂的心情，比如‘举头望明月，低头思故乡’， 简单的几句话，表现对故乡的一种思念，所以说人类最伟大的发现和人类的文明都是有一个共性，在这一点上我们国家、我们民族的祖先早就已经认识到的一点。”

张首晟说，他打算写书分享他的理念、观点和经验。于丽娜摄

得益人文教育 乐于分享科研投资理念和经验

如今的张首晟，身份远远不止科学家、投资家，还是企业家、教育家...... 未来他还会有一个身份：作家。

张首晟说：“我非常享受当下的生活，甚至简直不可思议，为什么人生可以有那么美满？在教育方面，可谓是‘桃里满天下’，美国所有名牌大学都有我的学生。在家庭方面，我的两个孩子也非常优秀。不论是在科学研究的探险道路上的冒险，还是在做企业、做投资上的经验，我都希望可以分享给大家。学习是一件终生不止的事情，用好奇心成为学习的动力你会享受这些过程。就像在我小的时候，经常在自己家里的阁楼上面读书，都是一些关于欧洲哲学史、欧洲艺术史之类的书籍。虽然我的父亲是学工程专业的，但是我的伯父们都是学习人文的，而他们留下的书都是关于哲学、艺术、美术之类的，所以我的启蒙教育反而是在人文科学方面。其实直到现在，我还是对这些人文的东西非常感兴趣。所以，未来在我的这本书里，我将分享我的理念和观点和经验等等，或许可以使更多的人从中得到启发。”

在“2016 年度华人经济人物” 盛典获奖后，张首晟在朋友圈写下了一段留言：

“一个伟大的时代要有伟大的跨界，文艺复兴造就了达芬奇艺术与科学的跨界，启蒙时代创造了法兰克林科学与企业与治国的跨界，用科学指导投资的跨界是我们时代的召唤，愿中华民族的伟大复兴也造就文艺的复兴，科学的复兴—— 张首晟！”