张首晟诺贝尔奖 张首晟:“得诺贝尔奖只是时间问题”的科学家兼投资人
17日举行的复旦科技创新论坛上,“抓”住了一位“超级大牌”物理学家。在研究领域,他的导师杨振宁说过,“对他来说,获得诺贝尔奖只是时间问题”。在教学领域,他给学生开的物理课,以洪水滔天人类灭绝为大背景。
30多年前,一片异国墓地中,他作出为理论物理奉献终身的决定。近几年,在物理研究者之外,他又多了风投基金管理人的身份,完成传奇的跨界。
张首晟,美国斯坦福大学教授,愉快地接受解放日报·上观新闻记者专访。
一觉醒来,他的前沿研究被四千万人关注
2007年,张首晟发现的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为“全球十大重要科学突破”之一。基于他对拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应的开创性研究,张首晟已包揽物理界几乎所有重量级奖项。
不过,他命名的可实现量子自旋霍尔效应的材料“拓扑绝缘体”可能比他有名得多。原来,火爆全球的讲述科学家怪咖的美剧《生活大爆炸》中,最受欢迎的角色、理论物理学研究者谢尔顿,有一天上课时,鄙视地提问“你们知道拓扑绝缘体吗?”一夜间,网上拓扑绝缘体的关键词被4000多万人关注。而第二天一早,一觉醒来的张首晟才从朋友那里知道。
2008年,他再度预言了三维拓扑绝缘体的存在,并在同一年被各国实验室验证。也就在2008年,张首晟在理论上预言了量子反常霍尔效应,5年后得到清华大学实验室验证。当材料科学汲汲于在千百种材料中筛选评测时,这给予对大自然规律的思考而得出的理论物理学预言,迅速一一被证实。这,或许才是张首晟牛的地方。从应用层面上,他的研究,或许能令电子在安排好的“高速公路”上各行其道,对电子产业领域的发展至关重要。
有趣的是,如今在凝聚态研究领域成果卓著的他,当初选择博士方向时,考虑的是高能物理。他特别推崇爱因斯坦的最高理念,化繁为简,希望能将宇宙中现有描述的四个力,统一起来。后来,导师杨振宁提醒,现在不是当初的“黄金时代”,提出一个理论设想,往往需要越来越大的加速器加以实验验证,而客观条件往往难以完全随心。
在杨振宁看来,梦想不一定非要在高能物理中实现。就这样,学习和摸索中,张首晟找到了自己的领域——凝聚态研究,改变方法论,“我希望从最美的理论出发,寻找新的材料。” 而由此,寻美求真,成了他印在心底的四个字。
值得一提的是,他的求学研究经历中,也有一度非常迷茫。原来,他在德国交流访学时,发现身边不少同学,考虑到现实、就业等原因,转了专业,到底要怎么走,他不知道了。直到那天,他参观了高斯曾经工作过的德国格丁根大学。
校园里最特别的,是一片墓地。在这里工作过的伟大数学家、化学家、物理学家,许多埋葬在此。“每一个墓碑上,刻着名字,出生、死亡日期,除此以外,还有他们每个人留下的公式,”他说,“可能就是这个小小公式,改变了人类生活,这个意义上,灵魂是永存的。那一刻,我知道现在的路,值得我追求下去。”自那以后,张首晟的人生目标,再也没有改变过。
如今,工作最累的时候,他会散步走到斯坦福大学的罗丹博物馆,看看里面痛苦思考着的《思想者》,感觉自己的思考就没那么痛苦了。
用科学思维和100%时间做投资
上周六接受采访后,听说张首晟教授坐着私人飞机离开上海了。在科学家身份以外,投资基金的创立者,成为他另一个令人惊讶的跨界身份。
2013 年张首晟教授与谷安佳博士联合创立丹华资本,意在以斯坦福大学为核心,专注于投资美国最具颠覆性的创新科技及商业模式,连接美国的创新与中国市场。“丹”既代表斯坦福(又译为史丹福),又有“赤子丹心”之意,“华”取自中华。
许多人诧异,科学家能做投资者吗?不过,张首晟似乎找到两者的共通之处。在他看来,科学家在第一线研究,十条研究路径中,需要选择一条最有价值、最有可行性的;做投资,不也是在十个项目中选择一个最有价值的吗?
“当年谷歌的创新,就是用一个简单算法,搜索排序,成长为互联网时代的巨人,所以说,伟大的思想是简单的,也能改变世界,这样的道理在哪里都一样。”张首晟说。投资领域,同样大道至简。他举例曾经做过的一个天使投资。
十多年前,计算机领域有三个互不兼容的操作系统,大学教授批改作业,都需要面对三个操作系统出来的电子文件,相当头疼。于是,一位教授就用“大一统”的想法,设计出了凌驾于三个系统之上的虚拟机技术。就这样,一个出自于自身“批作业太麻烦”的小小痛点,成为了创业最初的萌芽,而在不断捕捉新市场的努力下,这项技术不再停留于解决“批作业麻烦”,而成为更大范围内云计算共享的关键技术。
当年VMware 的创始人Diane Greene和Mendel Rosenblum就是张家的邻居。两家小孩聚在一起踢足球的时候,他俩说聊起他的公司VMware,张首晟十分感兴趣,觉得这技术也是大道至简的一次技术映射,公司很有发展空间,由此成了它的早期投资人,并取得了很好的成绩。
”我也相信,有了跨界的身份,以更大的视野看世界,对我的科研和教育同样会有帮助。“他说。当被问及,如何平衡两者所需时间精力。张首晟笑了,”我用百分之一百的时间做研究,用百分之一百的时间做投资。“此话何解?他说其实科学研究和投资,关键是理念和想法,始终在思考,其实完全可以兼顾和相互促进。
一个科学家投资者,与普通投资者有何不同吗?做投资者,听初创公司的介绍和游说是日常。许多踌躇满志的ceo对他侃侃而谈自己的项目如何有市场,调查报告显示份额可以有多大时,张首晟往往会提出怪要求——
请关掉ppt,走到黑板前。请他不要背第三方调研的数据,而是凭借自己对项目、行业、产业的理解和认识,估算出市场等关键数据的数量级。
“这其实有点像我们做物理研究,更习惯于在黑板前,用自己的知识和思维角度得到自己的答案。”张首晟说,如果这位经受考验的CEO可以做到,那将非常加分。
世界末日到了,信封背面你写什么
有趣的是,这对初创公司的考验方法,与他选学生的方法类似。最好的学生,往往在黑板前能按照自己的思路积累推导出结论,一般学生则是循规蹈矩按照课本来,再差一点的学生,可能完全不知所措。
说到选学生,张首晟还会有一个经典问题:谈谈你对“磁单极”的看法。磁有两级,这是大众认知;然而很早以前,有位物理学家狄拉克通过理论推演,提出了磁单极存在的可能。在张首晟看来,那理论美得令人目眩。以此为题,他考的是学生的“寻美求真”之心。
因为不怎么样的学生,可能都没有对物理学科做到广泛阅读,连这个概念都不知道。一般的学生,可能照本宣科。而最好的学生,在对这一概念的理解叙述中,能够感受到其对科学之美的感知和独特的思维角度及方法。
在教学生时,他有不少方法论,有的师承自己的老师,有的则是自己的创新。张首晟记得,导师杨振宁曾教过一门课,《 理论物理里选择的问题 》。这其中讲述的内容,可能可以在任何大学的物理系里学到,而张首晟感受到,这门课最大的意义,不在于具体内容,而在于为何选择这些来讲授。
这一份授课清单,体现的正是科学家的品味。“这门课让我知道,有些知识学了没有太大启发,有些非常美丽,那张单子我至今记得清晰,”张首晟说, 从中他感受到哪些只是需要知道的事实,哪些是真正精华的思想,阅读时仿佛读到美丽诗句,会情不自禁拍案叫绝。
在张首晟眼中,教育不仅是传递科学的品味,更希望更多年轻人感受科学的至简之美。在斯坦福大学,他为学生开设了上限18人的课,名为《信封背面的科学》——假设世界末日到了,诺亚方舟上只能够携带一对动物和一个信封,信封背面你可以总结所有人类知识,那你们会写下什么?不要轻易下笔,因为选择并写下的有限内容,将成为洪水退去后人类文明重建的基石。
他向学生分享自己会写下的极短几行字。
自然界三大基本常数;
万物都是由原子构成;
欧几里得几何公理;
自然选择、适者生存;
人人生来平等;
笔胜于剑 ……
“这些都是西方人留下的思想,我们中国千年的文明,留下的思想哪一句应该写到信封背面?我想应该是:大道至简。”张首晟说:“很多人说起谁牛,就说是专家,其实专家并不牛,把大道用简单的话讲出来,让人人都听懂,这才是真正牛的。”
宇宙美妙在哪儿?E=MC2这样一个公式,能够描写小到原子,大到宇宙。真理的共通点就是“大道至简”。
他讲了这样一个故事。4的根号等于几?很简单,2和-2,英国理论物理学家、量子力学的奠基者之一狄拉克初中时,就觉得这个回答非常非常奇妙,为什么开根号的时候总是有一个正根,有一个负根?
狄拉克突然想到把这个原理推广了一下,就说宇宙上面所有的基本粒子,都有个反粒子,有个电子就有个反电子,有个质子就有个反质子,有个中子就有个反中子,这是个非常非常神奇的发现。 “科学大师,你看他为什么能够做出这些伟大的科学发现?就是他始终没有忘记‘大道至简’。”张首晟这样总结。
