2018年12月7日 星期五

【關鍵評論】羊正鈺:發現「天使粒子」的華裔科學家張首晟憂鬱症輕生,年僅55歲 (3876)

(2018.12.6. 更新)

著名美國華裔物理學家、史坦福大學教授張首晟不敵憂鬱症,1日跳樓輕生,年僅55歲,死訊已獲家屬證實。根據聲明,張首晟始終「渴望通過科學研究見證世界的奇特」,但對家人來說,他是名最受敬愛的丈夫與父親,生前常把家人的順位擺在工作之前,相當珍惜與家人共度的時光。

張首晟家人發表聲明全文:

我們心懷悲痛地告知大家,在與抑鬱頑強對抗後,我們敬愛的首晟在12月1日——上周六意外離世。

許多人知道首晟是因為他是一名知名科學家和思考者,而我們了解他、敬愛他,是我們的丈夫和父親。首晟珍惜與家人一起的時光勝過一切,為我們可以拋開一切。在家族度假的時候,他喜歡帶我們去看世界上最美的自然景觀,足跡所到之處,喜歡與我們分享古老的歷史故事,鼓勵我們提出新想法,開發興趣。首晟渴望通過科學研究見證世界的奇特,他給整個世界帶來了孜孜以求的精神。他最喜愛的William Blake的詩歌,可以體現他對探索和發現美好的終生追求:

To see a world in a grain of sand。
And a heaven in a wild flower。
Hold infiniyt in the palm of your hand。
And etemity in an hour。

在此悲傷難抑之際,我們對給予我們支持和慰問的人們表示感激。不過,我們希望公眾在我們面臨如此沉痛的時刻,尊重我們的隱私。

(以下為2017.7.22. 報導原文)

(中央社)華人科學家張首晟的研究團隊發現正反同體的「天使粒子」-馬約拉納(Majorana)費米子,這是國際物理學界長達80年追尋的神秘粒子。這項物理學界的重大突破,有助於量子計算發展。

張首晟出生上海,師從諾貝爾物理獎得主楊振寧,17歲赴德留學,專研理論物理學,33歲被聘為史丹佛大學終身教授,包攬物理界幾乎所有重量級獎項,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、尤里基礎物理學獎和富蘭克林獎章。

楊振寧曾認為張首晟「獲得諾貝爾獎只是時間問題」。

上述新發現的相關論文發表在21ㄖ出版的《科學(Science)》雜誌上:Chiral Majorana fermion modes in a quantum anomalous Hall insulator–superconductor structure

鳳凰網專訪張首晟指出,根據以往的認知,大家似乎生活在一個充滿正反對立的世界,例如有正數必有負數,有天使必有惡魔。

80年前,物理學界曾做出大膽猜測,會不會有一類沒有反粒子的粒子,或說它們自身就是自己的反粒子。這個被稱為Majorana費米子,和引力子、磁單極、暗物質等一起被視為人類最為夢寐以求的神秘粒子。

2010年到2015年之間,張首晟與其團隊連續發表三篇論文,精準預言在哪裡能夠找到Majorana費米子。

張首晟把團隊發現手性Majorana費米子稱為「天使粒子」。這一靈感來自於小說《天使與魔鬼》,在小說中,正反粒子的碰撞會將所有質量以能量的形式釋放出,從而湮滅整個世界。因為天使粒子的發現,就好像發現一個完美的世界,這裡只有天使,沒有魔鬼。

張首晟告訴鳳凰科技,天使粒子最重要的意義是改變了基礎物理,因為它改變人們一直認知的正反對立的世界觀。

他說,原先大家認為量子是最小單位,而天使粒子讓一個量子單位可以拆為兩半,讓量子變得更穩定。這也就說,Majorana費米子能用於構造穩固的拓撲量子計算機,使得有效的量子計算成為可能。

目前這項科學已經可以開始應用。「Google和微軟已經提供了支持,未來,在(中國)國內也會開始進行應用。」張首晟說。

這項成果由加州大學洛杉磯分校王康隆課題組和美國史丹佛大學教授張首晟課題組、上海科技大學寇煦豐課題組等多個團隊共同完成,通訊作者為何慶林、寇煦豐、張首晟、王康隆,均為華人科學家。

什麼是「費米子」?

1928年,英國理論物理學家保羅·狄拉克(Paul Adrie Maurice Dirac)提出了著名的狄拉克方程式。這一發現,從理念上預言了正電子的存在,狄拉克提出:宇宙中每一個基本粒子必然有相對應的反粒子。

1932年,美國物理學家安德森在研究宇宙射線時,無意間發現了狄拉克預言的正電子。從此以後,宇宙中有粒子必有其反粒子被認為是永恆不變的真理。

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埃托雷·馬約拉納是義大利理論物理學家。在微中子質量上作了先驅研究,並提出馬約拉納方程式。1938年左右離奇失蹤。|Photo Credit:公有領域

馬約拉那費米子由義大利理論物理學家馬約拉那(Majorana)則在1937年大膽提出,他預測在一個名為費米子(包括質子、中子、電子、中微子和誇克)的粒子類別中,存在一類自身沒有反粒子的粒子,或者說它們自身就是自己的反粒子。這個粒子被後來的物理學界稱之為Majorana費米子,並和希格斯波色子、引力子、磁單極、暗物質等一起被視為人類最為夢寐以求的神秘粒子。

不過,80年以來物理學家始終未能找到這種自身沒有反粒子的粒子。

張首晟是美國籍,和中國沒關係?

雖然媒體紛紛以《華人科學家找到「天使粒子」》等標題予以了充分報導。然而,在中國的網路卻也掀起「華人科學家,又不是中國科學家,人家是美國人!」「他的成就在美國,和國內環境沒什麼大關係」等類似的質疑聲音。

張首晟出生在中國上海,張首晟是一名復旦大學校友。1978年,張首晟才15歲,還沒讀高中,就已經以低齡考入了復旦大學物理系,大學二年級時被選送到德國留學。

1980年張赴德國柏林自由大學留學,1983年獲碩士學位,後赴美國紐約州立大學石溪分校深造,1987年獲博士學位。畢業後在加州大學聖芭芭拉分校從事博士後研究。後前往IBM擔任高級研究人員。1993年起任教於史丹福大學。1999年被聘為長江學者講座教授,任清華大學高等研究院客座教授。2004年出任IBM-斯坦福自旋電子學研究中心主任。

而張首晟領導的研究團隊於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。

2013年《科學(Science)》雜誌宣布中國科學院薛其坤院士領銜的團隊在實驗上首次發現量子反常霍爾效應。中國科學院薛其坤院士領銜的團隊包括:清華大學物理系薛其坤、王亞愚、陳曦、賈金鋒,中科院物理所何珂、馬旭村、王立莉、呂力、方忠、戴希以及史丹福大學/清華大學張首晟等一起共同攻關完成的。

核稿編輯:楊之瑜

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