「天使粒子」背後另一種風景

全球IT業的心臟就孕育在斯坦福的校園中，而步出斯坦福幾步之遙就是著名的斯坦福大學街。這裡是帕洛阿圖最熱鬧大街，有很多咖啡館和餐館。許多矽谷的社交生活都發生在這裡。與這條街相交的一座低矮的紅色建築，最近受到了媒體廣泛關注，因為斯坦福大學華人科學家張首晟及其他3 位華人科學家領銜的科研團隊發現了正反同體的「天使粒子」—— 馬約拉納費米子，使得物理學出現了歷史性的突破。

張首晟在辦公室里接受《僑報》記者的專訪。僑報記者攝

「丹華資本」辦公室前台。僑報記者於麗娜攝

你很可能在咖啡館裡遇到社交網站臉書（Facebook）的創始人馬克·扎克伯格，或是在餐廳里遇到特斯拉汽車創始人伊隆·馬斯克（ElonMusk)，但遇到更多的也許是斯坦福的學者、教授亦或是創業者、投資人。濃厚的學術氛圍和世界前沿的高科技技術創新多種因素，使得這裡成為很多遊客的朝聖之地。

與這條街相交的塔索街（Tasso Street）435 號 ，一座低矮的紅色建築，坐擁斯坦福大街聖殿般神聖美感的迷人風景。最近，這裡受到了媒體廣泛關注，因為斯坦福大學華人科學家張首晟及其他3 位華人科學家領銜的科研團隊發現了正反同體的「天使粒子」—— 馬約拉納費米子（Majorana fermion），使得物理學出現了歷史性的突破。這一重大發現解決了困擾量子物理學80 年的難題，對量子計算具有極其重要的意義。

8 月7日，《僑報》記者走進這座建築所在的3 層「丹華資本」 辦公室，對張首晟教授進行了專訪。

里程碑式發現使量子計算成為可能

中間黃圈即神秘的馬約拉納費米子。網路圖

科學界一直在尋找費米子中是否存在馬約拉納所稱的神秘粒子，直到80 年後，「天使粒子」（即Majorana 費米子）被發現。這是繼發現「上帝」粒子（希格斯波色子）、中微子、引力子之後的又一里程碑式的成果，不僅具有重大的理論意義，而且具有重要的潛在應用價值——讓量子計算成為現實。

張首晟說：「這是一個物理學界激動人心的時刻 ，就像我們的生活好像存在著的對立面，有陰有陽，有天使有魔鬼。在80 年前， 物理學家提出關於正反粒子的大膽設想使得人類一直在尋找。在2010 到2015 年期間，我與團隊連續發表3 篇論文，精準預言了在哪裡能夠找到Majorana 費米子，繼而指出哪些實驗信號能夠作為鐵證如山的證據。」

說到「神秘粒子」，還要從1928 年物理學家保羅．迪拉克（Paul Dirac）的那個驚人預測說起，他認為宇宙的每個基本粒子，都有一個相對的反粒子，就像是一對雙胞胎，但是帶著正負能量。當它們相遇時會相互煙滅，釋放出一股能量。幾年後，物理學家確實發現了反物質， 即和電子相對的正電子（positron）。

到了1937年，物理學家埃托雷· 馬約拉納（Ettore Majorana） 做出了更大膽的假設。他認為，費米子（fermions）粒子，即質子、中子、電子、中微子和夸克等，本身即存在反粒子，也就是說它們沒有一個相對的反粒子，它們自身就是自己的反粒子。這致使80 年來科學界一直在尋找費米子中是否存在馬約拉納所稱的神秘粒子。

7 月21 日，在全世界最權威的學術期刊之一《科學》上，一篇論文宣布，研究者發現了馬約拉納費米子存在的第一個證據。

張首晟介紹說：「按照我們的理論建議，加州大學洛杉磯分校（由王康隆教授領銜）、加州大學戴維斯分校（由劉愷教授主持）和加州大學爾灣分校（由夏晶教授主持） 的實驗家團隊與我們斯坦福大學理論團隊密切合作，在理論建議的器件中發現了手性馬約拉納費米子。之所以命名『天使粒子』，這來源於我讀過的一本小說《天使與惡魔》，這部作品描述了正反粒子湮滅爆炸的場景，我被這個想法所吸引進而一直在尋找。過去我們認為有粒子必有其反粒子，正如有天使必有魔鬼。但今天，我們找到了一個沒有反粒子的粒子，一個只有天使，沒有魔鬼的完美世界。」

談到該發現是否會很快進入到應用時，張首晟說：「不一定很快會應用，但是給了我們一個非常好的願景，現在我們人類解決的問題需要優化很多選擇路徑，通常上計算機只能用程序法一個一個試下來，而這個新發現可以使有效的量子計算成為可能。」

丹華資本幫中國企業提升創新能力

作為華人科學家，張首晟始終心念故國。2009 年，張首晟入選 「千人計劃」，並被清華大學特聘為教授，一直為祖籍國效力。他的言談間，很自然地提到「我們國家、我們民族」這樣的詞。正因為如此， 2013 年，張首晟和他的學生谷安佳博士共同創辦了「丹華資本」。

「丹華」兩字有很深的含義。張首晟說：「『丹華』之名就來自於——『丹』（斯坦福，又譯作史丹佛）和『華』（中國）和組合， 意味著連接中美資源這個願景。」

張首晟不僅僅把「丹華資本」 定位為一支優秀的風險投資基金， 更是為了搭建一個資本和服務的平台，以幫助中國企業集體提升創新能力和產業升級。在談到如何可以一邊做科研、一邊做投資這個問題時，張首晟說：「將兩個看起來平常好像不相關的內容統一起來，也是我認為最高的一種境界。比如說我研究的是拓撲絕緣體，就是把高深的數學概念和一個非常現實的材料學概念統一起來，這讓我感覺是人生的最大樂趣。中國現在是一個非常激動人心的時代，我們已經走出了從生產為主，現在進入創新為主，國家政府也提出雙創的概念，但是在這個核心中最主要的是看準一個方面，到底從哪個方向走，在這個雙創的時代，我用我的經驗、用科學的精神來做投資也會給科學帶來榮耀。『丹華資本』在短短3年內發展到今天的規模，在整個矽谷投資歷史上也是創了紀錄。」

深受恩師影響 探尋過程中充滿樂趣和好奇心

2004年，楊振寧與張首晟在清華大學楊振寧「歸根居」合影。網路圖

對於張首晟的成就，其導師楊振寧曾說：「他獲得諾貝爾獎只是時間問題。」

其實，早在幾年前，張首晟就已經被視為諾貝爾物理學獎獲得者的熱門人選。儘管最後與之失之交臂，但是諾貝爾獎得主楊振寧堅信，他的這位愛徒會是下一個諾貝爾物理學獎的獲得者。

在2015年美國國家科學院公布的新增院士名單中，張首晟成為當選的7 位華裔之一。同時，他也是美國人文與科學院（又譯為美國藝術與科學院）和中國科學院的院士。因為對拓撲絕緣體和量子自旋霍爾效應的開創性研究，這位斯坦福最年輕的終身教授還和科學巨匠愛因斯坦、居里夫人、愛迪生等一樣獲得了富蘭克林獎章。

迄今為止，張首晟已經拿到諾貝爾獎之外的幾乎全部物理學獎。談到對諾獎的期待時，張首盛說：「諾貝爾獎是可遇不可求的，它表彰在物理學作出最傑出的貢獻的人士，同時在評選中也有很嚴格的篩選，愛因斯坦等了18 年才獲得諾獎。對於我來說，從事物理學研究， 諾獎並不是我的終極目標，我認為當我懷著好奇的心去探尋未知事物時，就好像經歷一場冒險，在這個探險過程充滿著樂趣，這也是我對科學追求最大的驅動力。」

今年4 月，張首晟曾回國去探望恩師楊振寧。他在微信朋友圈裡上傳了一張和楊振寧教授的合影， 他寫道：「今天在清華園看望楊振寧先生，老人家今年95 歲大壽，神采奕奕談笑如生！師生情誼地久天長！」

這番肺腑之言表達了張首晟對這份師生情誼的珍惜。他說：「楊振寧對我影響非常大，當年他的一課堂給我印象深刻。他講了科學裡關於『美』的看法，讓我感覺到科學不僅是追求『真』的過程，而且具有探尋『美』的意境。在我們人生的路上會遇到很多選擇，最終選擇一些美麗的思想去探索，這也是楊振寧所給予我的啟發。從此以後我在科學探險的路上，使我始終追求這種最高境界的美。」

儘管在外人看來，張首晟的經歷可謂「順風順水」。但是，談到在德國求學的時光時，他也有過一段迷惘的心路歷程，他說：「1981 年在德國留學，當時非常地困惑， 重要的問題是考慮未來就業的問題，感覺找不到人生的出路。當我環遊德國到了哥廷根時，當時的同學帶我去學校旁邊的一片墓地，那些偉大的物理學家和數學家就埋葬於此。他們的墓碑簡單而平凡，上面刻著他們的名字、出生年月。但是，與眾不同的是，他們的墓碑上面都有一個公式，這給我留下了深刻的印象，可以說他們一生的最高成都濃縮在這個公式里。這使得我心靈受到震撼，人要追求永生不需要多少功名利祿，一個簡單的公式，它卻可能永遠改變了人類文明進程，並被人們永遠記住。」

記者曾經在斯坦福里聽過張首晟的一次講座，他談到「大道至簡」， 說愛因斯坦質能方程E = mc2 小到微觀粒子、大到宏觀宇宙都適用。

張首晟說：「是的，這是一個非常簡單的公式，又是一個大道理， 事實上我認為不論是科學的境界， 還是藝術和文學這些都是相通的。就像我們寫一首詩是為了用非常簡單的語言寫一個非常複雜的心情，比如『舉頭望明月，低頭思故鄉』， 簡單的幾句話，表現對故鄉的一種思念，所以說人類最偉大的發現和人類的文明都是有一個共性，在這一點上我們國家、我們民族的祖先早就已經認識到的一點。」

張首晟說，他打算寫書分享他的理念、觀點和經驗。僑報記者於麗娜攝

得益人文教育 樂於分享科研投資理念和經驗

如今的張首晟，身份遠遠不止科學家、投資家，還是企業家、教育家...... 未來他還會有一個身份：作家。

張首晟說：「我非常享受當下的生活，甚至簡直不可思議，為什麼人生可以有那麼美滿？在教育方面，可謂是『桃里滿天下』，美國所有名牌大學都有我的學生。在家庭方面，我的兩個孩子也非常優秀。不論是在科學研究的探險道路上的冒險，還是在做企業、做投資上的經驗，我都希望可以分享給大家。學習是一件終生不止的事情，用好奇心成為學習的動力你會享受這些過程。就像在我小的時候，經常在自己家裡的閣樓上面讀書，都是一些關於歐洲哲學史、歐洲藝術史之類的書籍。雖然我的父親是學工程專業的，但是我的伯父們都是學習人文的，而他們留下的書都是關於哲學、藝術、美術之類的，所以我的啟蒙教育反而是在人文科學方面。其實直到現在，我還是對這些人文的東西非常感興趣。所以，未來在我的這本書里，我將分享我的理念和觀點和經驗等等，或許可以使更多的人從中得到啟發。」

在「2016 年度華人經濟人物」 盛典獲獎後，張首晟在朋友圈寫下了一段留言：

「一個偉大的時代要有偉大的跨界，文藝復興造就了達芬奇藝術與科學的跨界，啟蒙時代創造了法蘭克林科學與企業與治國的跨界，用科學指導投資的跨界是我們時代的召喚，願中華民族的偉大復興也造就文藝的復興，科學的復興—— 張首晟！」

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