倍可親

離諾貝爾獎最近的華人遠去了

作者:白露為霜  於 2018-12-6 13:09 發表於 最熱鬧的華人社交網路--貝殼村

作者分類:科學技術|通用分類:留學生活|已有66評論

關鍵詞:張首晟

白露為霜註:斯坦福大學著名華裔科學家張首晟2018121日去世,終年只有55歲。驚聞噩耗,痛惜萬分。我同張教授有過一面之緣 - 2014年時在斯坦福聽過他的一個講座。時間不長但留下的印象非常深刻,為此還特意寫了一篇博文,希望他能在2019年獲得諾貝爾獎。2019還未到,教授卻離世而去,痛哉。逝者長已矣,生者如斯夫,在這裡舊文重發,以示敬意。

 

矽谷英雄:誰是離諾貝爾獎最近的華人?(原發於2014年3月7日)

當老利蘭-斯坦福(Leland Stanford)開始構想、設計斯坦福大學的時候,他堅持要讓學校的第一棟科學樓 – 化學試驗室遠離學校中心的「四合院」(QUAD)。他很擔心化學試驗會出意外,導致起火或爆炸將學校夷為平地。老斯坦福是對的,科學家們的確會做一些危險而發瘋的事情,但把化學系流放出去卻是一個錯誤。物理系其實更危險。

你或許聽說過反物質。這種由反粒子構成的東西非常奇異,當物質與反物質相遇時會發生劇烈爆炸,有一個專用名詞:湮滅(annihilation)。人人都知道核爆炸威力巨大,也只有一部分物質轉變為能量。湮滅則不同,物質與反物質都完全毀滅,產生的能量要比核反應要大的多。如果你認為反物質只有在科幻小說中存在,你就錯了。其實,在美國舊金山灣區人口最稠密的地區,在斯坦福大學,物質與反物質湮滅的事件不斷地發生。280號公路是矽谷的一條大動脈,每天車流滾滾,風馳電掣。很少人知道的是在離Sand Hill出口不遠的地方,一束束電子或正電子在地下數米處橫穿280公路,撞向目標 - 另一束迎面飛奔而來的粒子。

這就是著名的斯坦福線性加速器(Stanford Linear Accellorator Center, 簡寫SLAC)。SLAC擁有世界上最長的2英里直線加速器。將代電粒子加速到很高速度,讓它們相互碰撞,然後觀察會發生什麼事情,這就是加速器最重要的目的。當一個電子同一個正電子(電子的反物質)相撞會發生什麼?對了,火光四射,e+e低能湮滅時會產生出伽馬射線。可當電子或正電子被加到很高的速度再相撞,各種古怪奇異的東西會產生出來,有時是W玻色子(W boson),有時是Z玻色子(Z boson),甚至膠子(gluon),質子。SLAC並不是最大的加速器,但它的尺寸和設計很適合產生和研究Z玻色子。

很久以來我一直很想去SLAC參觀,可平常有門衛把守,要想進入唯一的方法是參加中心的公共講座(Public Lecture)。這次同SLAC的邂逅,雖然沒有機會參觀加速器內部設施,卻碰巧遇上了斯坦福物理學家張首晟,有幸聆聽他講述材料物理領域的新發展,受益非淺。

  

空中鳥瞰SLAC(網路照片)

張首離諾貝爾獎還有多遠?

儘管平常是重兵把守,但每隔一兩個月,斯坦福線性加速器中心就會敞開大門,用一場精彩的講座來答謝社區人士的支持。這些講座介紹在科學前沿所發生的激動人心的事件。從鑽石的納米技術,到最新的希格斯玻色子(higgs boson)的發現,加速器中心的公開講座成為普通民眾了解科學發展的一個難得的渠道。

參加這類講座的以退休人士為主,很多人以前是科學家,工程師,等等。再有就是斯坦福或周圍學校的大學生、研究生。偶然也有家長帶著孩子來。能聽懂多少很難說,但他們願意把孩子帶來還是值得稱讚,沒準孩子會受到啟發,講座也成為影響一生的重要事件。

張首晟教授在這場題為「電子高速公路」(Electron Superhighway)的講演中首先提到矽谷所面臨的危機 – 其賴於生存的「摩爾定律」(Moore's law)已經無以為繼。當巨量的晶體管被擠進大規模集成電路時,耗能和散熱的問題無法解決。以硅為基石的現代電子行業已經走到了盡頭。

張首晟提出的解決方法是讓流往一個方向的電流有自己專用的通道,就像在高速公路上開車一樣。聽上去簡單,要實現這個目標需要一種全新的材料來替代硅。接下來講的是他自己的方向:拓撲絕緣體(Topological Insulator)、量子自旋霍爾效應(Quantum spin Hall effect),以及高溫超導等領域的研究。要準確介紹這些概念超出我能力範圍,有興趣的讀者可以觀看張教授的Youtube講演錄相,是相當激動人心的。在演講快結束的時候,張首晟提出了大膽的預測:一種以單層錫分子製成的材料叫Stanene具備所有想要的特點 – 可在室溫條件下成為拓撲絕緣體

如果他的預言成為現實,這種材料可以用在大規模集成電路中,進而解決現有材料無法逾越的耗能和散熱的問題。他甚至開玩笑地建議,如果成功應該把「矽谷」改名為「錫谷」(Tin Valley)。

張首晟1963年出生於上海,1978年時他只是初中生,跳過高中,直接考入我的母校-復旦大學。按照他自己的說法,高中那點東西都是自學的。張首晟並沒有在復旦待很久,他在1980年赴德國柏林自由大學留學一直到獲碩士學位。后赴美國紐約州立大學石溪分校(State U of New York at Stony Brook)深造,在揚振寧的建議下轉攻材料物理,1987年獲博士學位(他並不是揚振寧正式的學生)。從1993年起,張首晟任教於斯坦福大學

張首晟與揚振寧(網路照片)

拓撲絕緣體原本是一個生僻的物理概念,近年來卻變成異常火爆。連當紅美劇「生活大爆炸」(The Big Bang Theory)里的主角肖登(Sheldon Cooper)都曾給過一個拓撲絕緣體的講演(當然是搞笑的)。除了張首晟帶領的斯坦福的研究團隊之外,普林斯頓大學,賓西法尼亞大學等機構都有科學家在做同一方向的研究工作。不同小組你追我趕,一時還很難看出誰是最後的贏家。

張首晟的工作也讓他頻頻得獎,以至於有人堅稱他是下一位獲得諾貝爾獎的華人。作為科學家,主要目標是解決一個問題,發現前人沒有發現過的東西,至於得獎與否不應該是主要的考量。但話又說回來,我覺得他的確很有可能得獎。張首晟做的工作肯定是諾貝爾級別的;但能不能得獎,什麼時候得獎,現在預測可能還為時過早。比如SLAC的科學家在1968年發現了「夸克」,直到20多年後的1990年才得獎,更不要說還有許多重要發現沒有獲獎。張首晟應該說是非常幸運的,在中國教育界學術界有機會污染他之前就離開了中國,研究生時有名師指點,自己的研究方向又趕上大發展的時期,一路都是福星高照。

諾貝爾獎是中國人永遠的痛。如果把文學獎,和平獎除外,現有的八位華人諾獎科學獎獲得者要麼是解放前出國的(李政道,揚振寧,崔琦),要麼是香港台灣或國外長大的(丁肇中,李遠哲,錢永健,高錕,朱棣文)。這同中國在教育、科學的投資不成比例,跟中國的人口更不成比例。國人一直在問,為什麼還沒有新中國出來的華人獲得諾貝爾科學獎?這是個非常好的問題,你們說是什麼原因呢?

我覺得很重要的一個原因是時辰未到。中國開放之前科學很落後閉塞,希望只能放在改革開放后的進大學的人才身上。這些人現在還在出成績的階段。讓我們樂觀一點,假設張首晟能順利地在5年內即2019年獲得諾貝爾物理學獎。屆時他離1978年考上大學也過去了40年了。中國有句老話「十年樹木,百年樹人」,打造一個諾貝爾獎獲得者就是要這麼長時間,沒有什麼捷徑可走。

張首晟SLAC講演的視頻:http://www.youtube.com/watch?v=ukBOYpz3U9E

 

張首晟的講座「電子高速公路」

SLAC大門口

SLAC講演廳

張首晟在講演中

信息時代的摩爾定律

 

 

講演廳外的雕像

加速器巨型的探測器(網路圖片)

直線加速器的管道(網路圖片)

 

 


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發表評論 評論 (66 個評論)

回復 浮平 2018-12-6 14:34
能人 https://medium.com/@gitana11/danhua-venture-capitals-shoucheng-zhang-is-paving-the-way-for-start-ups-in-the-blockchain-f0de01be5de6
回復 whyuask 2018-12-6 14:49
就像我近視之前無論如何無法理解近視是一種什麼體驗,我始終無法理解抑鬱症到底是什麼感受,不論各種文章如何描述,實在無法理解如此才華橫溢、功成名就的人如何會自我否認到走極端呢?
回復 白露為霜 2018-12-6 15:22
whyuask: 就像我近視之前無論如何無法理解近視是一種什麼體驗,我始終無法理解抑鬱症到底是什麼感受,不論各種文章如何描述,實在無法理解如此才華橫溢、功成名就的人如何
中文媒體講是因為憂鬱症而自殺。我沒有查到美國警方的報告。
回復 白露為霜 2018-12-6 15:23
他最近搞Block-China, AI之類,同他物理的專業有些遠。
回復 look789 2018-12-6 15:29
不論各種文章如何描述,實在無法理解如此才華橫溢、功成名就的人如何會自我否認到走極端呢?
回復 fanlaifuqu 2018-12-6 21:31
常人難解高人奇人!
回復 Brigade 2018-12-6 21:34
著名美國華裔物理學家、斯坦福大學教授張首晟12月1日去世,終年55歲
2018年11月,美國貿易代表辦公室(USTR)更新《301調查報告》,指中國利用風險投資幫助中國政府獲得美國的尖端技術和相關知識產權,其中就包括丹華資本。
回復 白露為霜 2018-12-6 21:41
Brigade: 著名美國華裔物理學家、斯坦福大學教授張首晟12月1日去世,終年55歲
2018年11月,美國貿易代表辦公室(USTR)更新《301調查報告》,指中國利用風險投資幫助中國
希望張教授的死同丹華資本沒有關係。但誰知道呢?
回復 法道濟 2018-12-6 22:03
不論多麼有才氣,生長於宇宙真理國,沒有信仰,唯利是圖,自絕於皇天后土,這就是悲劇!古往今來,才華橫溢,卻賣身投靠,助紂為虐的例子還少嗎?古有「文章兩漢」的楊雄,列入貳臣傳的洪承疇、祖大壽,今有汪精衛、郭沫若,寡廉鮮恥,苟且偷生!這些人雖然無恥,但僅止與思想、政治,而張首晟卻一具行屍走肉,只佔一個「利「字。背叛入籍誓言,甘做夷狄之鷹犬,所圖的僅僅是蠅頭小利而已;可憐可惡,咎由自取!
回復 秦臻 2018-12-6 22:07
可惜。。。世界範圍內由於抑鬱症導致的悲劇太多了,深刻研究這個病症,有效的及時的干擾控制也應該被重視起來。
回復 飛魚2008 2018-12-6 22:15
12月1日晚,特朗普請習近平吃飯;12月1日,孟晚舟與張首晟計劃在阿根廷同赴一個晚宴;12月1日,孟晚舟在加拿大轉機時,被加拿大當局應美國要求拘捕;12月1日,張首晟在美國墜樓身亡,當局迅速確定死因是「自殺」;12月3日,中國晶元廠商從荷蘭訂購的價值$1.2億美元的EUV光刻機在荷蘭ASML失火燒毀;https://big5.backchina.com/comments/20181206/news-597741-1.html 網友評論
回復 白露為霜 2018-12-6 22:23
飛魚2008: 12月1日晚,特朗普請習近平吃飯;12月1日,孟晚舟與張首晟計劃在阿根廷同赴一個晚宴;12月1日,孟晚舟在加拿大轉機時,被加拿大當局應美國要求拘捕;12月1日,張
他的死的確有很多可疑的地方。謠言漫天飛。
回復 白露為霜 2018-12-6 22:29
look789: 不論各種文章如何描述,實在無法理解如此才華橫溢、功成名就的人如何會自我否認到走極端呢?
還沒有看到美方的調查結果。不知道自殺的結論是否是事實。
回復 白露為霜 2018-12-6 22:30
fanlaifuqu: 常人難解高人奇人!
謝謝留言。問好。
回復 白露為霜 2018-12-6 22:45
法道濟: 不論多麼有才氣,生長於宇宙真理國,沒有信仰,唯利是圖,自絕於皇天后土,這就是悲劇!古往今來,才華橫溢,卻賣身投靠,助紂為虐的例子還少嗎?古有「文章兩漢
謝法老留言。
回復 農家苦 2018-12-6 23:09
第二個張純如
回復 Brigade 2018-12-6 23:47
丹華資本是區塊鏈領域知名投資機構,曾投資多家區塊鏈企業。據節點財經報道,丹華資本最早投資「幣圈」為2014年,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%。
回復 livingspring 2018-12-6 23:48
追求學問需要追求的人清心。做學問就不要染指商業,經商就要正正規規,不要染指政治權貴,但不染指又如何發財?所以研究學問的人只有清心研究學問,否則一步錯,步步錯,不僅丟了學問,砸了生意,連性命也保不住。人為財死,鳥為食亡,千古不變的定律。希望樓主把標題加上一個問號。常常不是天妒英才,而是許多英才有聰明無智慧,自己往死里跳,老天也拉不回來。
回復 白露為霜 2018-12-7 00:03
Brigade: 丹華資本是區塊鏈領域知名投資機構,曾投資多家區塊鏈企業。據節點財經報道,丹華資本最早投資「幣圈」為2014年,大部分投資時間集中在2017年和2018年,其中2018
Block-chain可能還不是重點。丹華在AI和大數據方面也有很多投資,這觸及美國的敏感領域。
回復 白露為霜 2018-12-7 00:07
livingspring: 追求學問需要追求的人清心。做學問就不要染指商業,經商就要正正規規,不要染指政治權貴,但不染指又如何發財?所以研究學問的人只有清心研究學問,否則一步錯,
丹華成立的時候中美關係同現在完全不同。那時想兩邊遊走,名利兩邊都拿得人很多。曾國藩就說過,名和利不能兩樣都拿,現在看來,中和美好處也只能拿一邊。

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