突然去世！著名物理學家張首晟，近年致力通過資本連接中美科技

當地時間12月1日，著名物理學家張首晟去世。享年55歲

張首晟是斯坦福大學物理系、電子工程系和應用物理系終身教授，一直在拓撲絕緣體、量子自旋霍爾效應、自旋電子學、高溫超導等領域做研究，他領導的研究團隊於 2006 年提出的量子自旋霍爾效應被《科學》評為 2007 年 「全球十大重要科學突破」 之一，他的天使粒子也被認為是極有可能獲得諾貝爾獎的成就，他的老師就是楊振寧教授。

張首晟所獲物理界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、尤里基礎物理學獎等。

除了科學家身份以外，張首晟也是一名投資人，他於2013年創立了丹華投資，專註於投資最具顛覆性的創新科技和商業模式，並搭建起斯坦福、矽谷和中國的橋樑。

他也是《麻省理工科技評論》「35位35歲科技創新者」榜單的評委。

在2017年4 月 28 日的MIT TR35 中國區榜單啟動儀式上，張首晟教授就提出要把中國和美國緊密結合在一起，「這被我們認為是這個時代最大一個機會。美國矽谷是一個創新中心，MIT 在波士頓和哈佛是一個創新中心，中國也是一個創新的中心。這是一個科學家可以大有作為的時代，是科學和產業前所未有地緊密結合的時代，而中國也處在一個新的歷史時期，中國的發現和智慧應該為人類文明帶來更大的貢獻。」

（圖源：維基百科）

演講全文如下：

能否獨立產生人類能力之外的科研成果，這是人工智慧最大的考驗

我想跟大家分享的是我自己關於創新和科研的經驗，另外，我最近也在做前沿科技的投資，也希望和大家談一談我的見解。

我們經常講人工智慧是非常神奇的，其實人工智慧早在60年代就提出來了，為什麼最近才突飛猛進？主要是因為以下三個原因：

一、機器的計算能力一直按照摩爾定律呈指數增長，每過18個月翻一倍；二、互聯網、大數據產生；三、演算法上的改進；

在這最主要的三大支柱里，計算機的功能和人工智慧要更進一步的話，其中非常重要的一點，就是我們能否保證計算能力每過 18 月翻一次倍。

過去五六十年，摩爾定律在計算機技術的發展中起著重要的作用。但是，這樣的高速發展現在碰到了非常大的瓶頸，因為當運算晶元的集成度越來越高的時候，其產生的熱量也會隨之驟增，甚至可以燒毀整個晶元。因此很多人都認為「摩爾定律」將要死了。

為什麼晶元在繼續集成的情況下會碰到這個阻礙？答案在晶元的底層。我們雖然平時一直在講信息的高速公路，但是在晶元的底層，基本上是雜亂無章的一種運動，電子在晶元的城市，就像一個非常好的跑車，在一個集市裡，會到處相互碰撞，也會跟周圍發生碰撞。

這種碰撞的宏觀表現就是晶元發熱，所以為了避免這樣的情況，我們就需要讓電子「各行其道」。如果拿一個往前，一個往後的兩個電子做比方，我們要做的就是讓這兩個電子在二維的體系里，可以在空間上拆開來，使得在上面的往前，在下面的往回。

在分完道之後，我們還要做一件事情，就是當電子遇到雜質的時候，它不會出現改變方向往回走，即沒有電子出現「逆行」的現象。

要實現以上的這兩條，就需要藉助一個神奇的效應，叫做量子霍爾效應。這個效應曾經兩獲諾貝爾物理獎，當時曾經被認為是半導體工業的全新技術增長點。

然而在實際應用的時候，卻有一個巨大的問題，那就是要產生這樣的效應，需要外加一個非常強的磁場，差不多是地球磁場的一萬倍左右的數量級，而所有的半導體設備都幾乎不可能在這麼強的磁場下工作。

我的工作就成功地破解了這一難題，我發現的這種新的效應叫做「量子自旋霍爾效應」。在這種神奇的效應的作用下，特定材料製成的絕緣體的表面會產生特殊的邊緣態，使得該絕緣體的邊緣可以導電，而這種邊緣態電流的方向與電子的自旋方向完全相關，同時不再需要外加磁場。

簡單來說，我們通過電子自旋與電子軌道的耦合（兩者的關係類似於地球的自轉和公轉），來取代了外加的強磁場，而產生的材料只有邊緣可以導電，並且通過電子的自旋方向來決定電流的流動方向。

我們不但在 2006 年預言了這麼一個神奇的效應，使得電子能夠按照高速公路原理來運行，並且我們預言了一個材料，在 2007 年通過實驗被發現。

在 2007 年，我發現的「量子自旋霍爾效應」被《Science》雜誌評為當年的「全球十大重要科學突破」之一。

由於這個發現，我得了一些國際上非常高的榮譽，其中有一個是叫富蘭克林獎。富蘭克林是我的科學偶像，也是美國的建國之父。他發現雷電原理的故事對我啟發很大，激發了我投身於科學技術的想法。

但是，他除了是非常偉大的科學家之外，也是一個非常優秀的發明家、政治家、企業家和外交官。

我認為，人類文明在特別偉大的時期，總是會出現這麼一些天才，他們甚至是跨領域的天才。就像亞里士多德之於古希臘哲學，達芬奇之於文藝復興。

所以，我覺得，我們現在這個時代最缺少的是這些跨界的人才，所以我有一個新的志向：跨界投資。

大家會問我說為什麼會想到去做投資。其實，我所碰到的投資機會都是非常偶然的。斯坦福大學比較大，有 1/3 的老師可以住在校園裡。事實上，如果大家住在同一個地方，就會產生很多跨界的機會。比如說有一次，兩個孩子在踢足球時，我和另一位家長聊天，發現這位電腦系的教授創辦了一個名叫VMware公司，可以實現計算機虛擬化，使得一台物理計算機能夠被切割成很多虛擬機。我當時就為其進行了天使投資，這家公司後來發展得非常好，市值最高曾達到 480 億美元。

其實，斯坦福大學歷屆師生們創辦的公司，如果把他們綁在一起計算，他們的 GDP 佔全球的第十位。如果中國的大學也能像斯坦福大學一樣，一個大學能夠創造出來全球第十位的GDP，那整個國家的 GDP 肯定是了不得。

我現在在做的投資公司，其實是要實現兩個跨界：一個是要把科學和投資緊密結合在一起，一個是要把中國和美國緊密結合在一起。其中，讓科學和投資緊密結合在一起有兩層意義：

首先，我們要投一些最優秀的，類似MIT TR35這樣的優秀人才，他們是真正走在科學最前沿的人。

其次，我們用科學第一性原理的思維方式來指導我們的投資，也就是說，我們完全是按照科學原理來判斷投資機會，並且來判斷市場價值。

而把中國和美國緊密結合在一起，這被我們認為是這個時代最大一個機會。美國矽谷是一個創新中心，MIT 在波士頓和哈佛是一個創新中心。現在，在全球範圍內，中國也是一個創新的中心。但是，中美兩個創業圈生態圈之間的交互還是非常弱。

那麼，哪些領域真正有創業、創新成功的機會呢？

我認為，人工智慧、虛擬現實和增強現實、大數據、移動互聯網、基因工程、精準醫療、區塊鏈（blockchain）這些技術都非常激動人心。在人工智慧方面，我們目前在做的只是讓機器模仿大腦的思考原理，但我更期待機器能夠真正超過人，而並不只是像人。比如說，我覺得，人工智慧最大的一個考驗就是能不能自己完成一個科學發現，而且這個科學發現是人類能力範圍之外的。比如說，人工智慧研發出一個新材料，能夠使得摩爾定理繼續延續下去。

人類走到了非常關鍵的時刻。我們有希望見證一個新物種的產生，他們的智能可以高於人。我們也碰到一個非常偉大的機會，能夠把科學和投資真正緊密結合在一起。這一種跨界必然會帶來重大的化學反應，真正推動人類文明的前進。

這是一個科學家可以大有作為的時代，是科學和產業前所未有地緊密結合的時代，而中國也處在一個新的歷史時期，中國的發現和智慧應該為人類文明帶來更大的貢獻。

所以，我在這裡恭喜在座的各位，說不定你們馬上就可以參加MIT TR35的評選，我也是非常樂意成為評判，幫助大家擔任一部分篩選的工作，找到最優秀的人才，使得這些人才能夠徹底的國際化，在新的領域為整個人類文明做出貢獻，並且讓你們的發明造福於人類。

謝謝大家！

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