12月6日,美籍华裔物理学家张首晟的家人发布声明,确认55岁的张首晟于12月1日意外去世。作为张首晟在美国纽约州立大学石溪分校攻读博士时的老师,著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁9日独家致信光明日报,回顾张首晟的科研历程和卓越成就,表达对爱徒的无限怀念和哀悼。
凝聚态物理研究的对象是物质的各种性质:铜为什么能导电,而橡皮就不能?为什么水会结冰,会变成蒸汽?等等。这样的领域与应用,与世界经济发展,与人类的日常生活都有密切关系,所以是物理学中很重要的领域。张首晟在此领域做出多项重要工作。其中最重要的是:关于自旋霍尔效应(QuantumSpin Hall Effect,QSH)的震惊物理学界的工作。
2005-2006年,美国宾州大学(University of Pennsylvania)的C.L. Kane和张首晟独立发表理论论文,指出有些复合物在适当条件下可能有表面导电现象。这两篇文章立刻引起所有凝聚态物理工作者的注意。可是哪些化合物,在何种条件下,才会有此奇特的表面导电现象是一个大难题。
首晟告诉我,他和几位半导体实验物理学家于2006年计算了多种半导体中的量子井(Quantum Well)的性质,于2006年11月15日发表了一篇文章,预言一种特别的汞-碲-镉(Hg-Te-Cd)半导体量子井会有表面导电及其他重要现象。半导体有许多种,量子井的结构有许多可能,他们如何选定了Hg-Te-Cd量子井?我认为回答是:他们有深入的物理直觉。
2007年德国Würzburg大学Molenkamp的实验团队,根据此建议调试了一个HgTe/(HgCd)Te量子井,最后发现果然有导电和其他现象。那年12月莫伦坎普团队与张首晟和他的学生祁晓亮联合发表了一篇文章,公布实验结果。此文章是近年来最最震惊物理学界的文章。
物理学界一致认为张、Kane和Molenkamp一定会得诺贝尔奖,现在张不幸逝世,我相信Kane和Molenkamp早晚会得到诺贝尔奖。
12月6日,复旦大学官微发出今天确认去世的著名物理学家张首晟的老照片,青涩的脸庞、稚气未脱的样子,预示了未来的无限可能……
我筹建校史馆时,得知2004年12月在物理学国际研讨会上,他向王生洪老校长展示他祖父宣统元年的毕业文凭。
2005年5月,他将其祖父的毕业文凭捐赠给复旦大学,我和档案馆沈如松馆长接受捐赠。如今,这件珍贵的文物成为校史馆的镇馆之宝。
七年后,2012年6月2日,他借来复旦参会的机会,将他多年来获得的重要证书(影印件)捐赠给复旦,并在影印件上一一签名。我与他座谈40多分钟,留下珍贵影像资料。
2005年,正值复旦大学百年校庆前夕,一位有心人向复旦校史馆捐赠了一份毕业文凭。文凭主人叫张彝,是当时复旦公学的第二届学生。这份签发于1909年的毕业证书是我国目前存世的最早大学毕业文凭。这位有心人叫张首晟,张彝是他的祖父,在祖父毕业近70年后的一个秋天,他也踏进了复旦园,成为张家的第二个复旦人。
不久后,张首晟远涉重洋深造,在科研领域穷幽探微多年,凭借高质量的科研成果以及多项物理学重量级奖项,成为跻身大洋彼岸物理学界顶级俱乐部的华裔科学家。
张彝的毕业文凭被发现以前,一直尘封在张家静安区祖屋的阁楼上。对张首晟来说,家里的阁楼是一个神奇的角落,从幼年开始,他总是能在这里发现各式有趣的物什,从伯父的大学毕业年册,到《西方哲学史》、《西方艺术概论》等书籍,不一而足。
张首晟3岁那年,全国高考中断,各类劳动锻炼侵占了课堂,黄浦江边已安置不下一张平静书桌。年幼的张首晟是个内向的小孩,白天在教室里学习各类印着领袖语录和最高指示的课本,回到家里,则一头扎在阁楼上阅读“捕获”的各类“怪书”。“在红色的年代里能清楚看到古希腊的雕塑,是很幸福的。对我而言,真正的启蒙教育不是科学,而是艺术和哲学。”张首晟回忆道。阁楼岁月,成为他成长中一段隐秘的快乐。
十年时光,上海滩上一批又一批青年响应伟大领袖的号召,踌躇满志地到更广阔的天地里自我改造。没有人留意到,有一个孩子,正躲在紧窄逼仄的阁楼上如饥似渴地啃着一部部硕果仅存的书籍。楼外是山呼海啸的红色声浪,楼内是沉静缄默的青葱岁月。“那是个读书无用论的年代,喜欢读书的孩子反而会被轻视,完全是一种逻辑的颠倒,我当时对读书的渴求完全来自于内心的驱动。”张首晟在同伴眼中,沉默寡言,其实在他内心正在孕育着无限生机。当他自由而无用地读书时,或许并没有预料到,这段阁楼岁月积累的营养竟会令他受用一生。
1976年,张首晟12岁时,阁楼外的世界渐渐地发生了变化,声浪仍旧一波高过一波,但内容却在走马灯地换。新鲜气息刺激着每个人的嗅觉,那年,父亲给张首晟买了一套自学丛书,这中间还包括数学、物理等科目,为马上就要来临的变化未雨绸缪。第二年,高考正式恢复。等不到夏天,这次高考即在北风呼啸中匆匆举行。对于当年上山下乡耗尽青春的哥哥姐姐来说,这场提前举行的考试来得太迟了,但对当时初三在读的张首晟而言,似乎还为之尚早。但那是个万象更新的年代,1978年夏天,张首晟与高考不期而遇。
那年,上海允许初中毕业生直接参加高考,每个区仅限10个名额,参加高考的初中毕业生需要参加预赛,通过后方能获得高考资格。阁楼上的少年有些蠢蠢欲动了:“伯父的大学毕业年册对大学有着生动的描写,我从小就非常盼望大学生活。虽然我是初中生,但当时的环境下,高中生也不比我拥有更多的知识,所以还是有些信心的。”张首晟说。可是,一旦落榜,非但不能够实现大学梦,连高中的大门都无缘了。“这是我人生中面临的一次最严峻的选择。”张首晟后来坦言。父母顾虑再三后还是选支持他。于是,张首晟参加了当年的预赛,并顺利获得高考资格。1978年的高考是空前绝后的,共赴考场的,有黑五类的“崽子”,也有又红又专的苗子;有在边城遥望故乡明月的老知青,也有张首晟这样在阁楼上探看窗外世界的少年,决定命运的,不再仅仅是家庭出生,还有分数。
张首晟如愿以偿,拿到了复旦大学的录取通知书。那年高考改变了很多人的命运,包括张首晟。“我的初中学校很差,如果按部就班再读普通高中,也许结果就和今天不一样了,人生的成就总是跟你一些十字路口上的选择有关。”张首晟说。
1978年9月,复旦大学物理系迎来了一个没有高中文凭的少年大学生。“初中时,在很封闭的情况下,我们都知道杨振宁、李政道获得诺贝尔奖,为中华民族争了一口气。大学时选择理论物理专业,就是冲着他们的榜样力量。”张首晟如是说。走进物理系,距离偶像又近了一步,不过当年的他或许没想到,自己和偶像的缘分远不止如此。
复旦的时光是快乐的,对于阁楼上的少年来说尤其如此:“在初中的时候,由于喜欢读书,周围的人都不以为然,我一直感觉很孤单。来到复旦之后,大家都如饥似渴地读书,有了很多的好朋友。”张首晟说。那年,张首晟住在11号楼303室,一个寝室8个人,他的年纪最小。平日里看得最多的就是争分夺秒地读书,偶尔的课余生活也成忙碌的学生生活的美好点缀。班上有海外关系的同学陈捷弄到了进口彩色胶卷,这在当年是金贵无比的稀罕玩意,但他还是毫不吝啬地把它拿到学校和同学共享。这些彩色胶卷,留下了许多张首晟在复旦园里珍贵的青春影像,他和陈捷也结成了莫逆之交,每逢对方赴美,一定住他家里。
大学第一个学期就这样愉快而匆匆地过去了。第二学期开始,一日,张首晟正在宿舍里自习,班主任突然上门,告知他将被选派前往德国柏林大学深造。张首晟高考成绩优异,在当时已被列入留德学生的内定人选。
对张首晟来说,这一条消息可谓天降喜讯。他对德国最初的印象,来自儿时啃过的那些哲学书籍,隐隐约约知道它是康德、黑格尔的祖国。“学了物理以后,发现教科书上重要的物理公式很多都是德国物理学家的贡献,去德国留学对我来说像做梦一样。”张首晟说。当年公派到德国的学生一律要在同济大学接受为期一年的德语培训。1980年,没有来得及拿到复旦文凭的张首晟,正式踏上了赴德之旅。
张首晟近年为妻子过生日举行宴会,对美丽的妻子赞不绝口,并拿出她年轻时的照片和他年轻时给她写的诗:远赴德国留学的张首晟,不仅情书连连,而且诗情迸发。
张首晟在“尤里基础物理学前沿奖”领奖时表示,他于2012年12月5日接到获奖通知,正好是他和夫人结婚25周年的纪念日,“这是我们银婚纪念的最好礼物”。
张首晟的科学突破是在为家人服务时发生的:2006年的一天,余晓帆去探望生病的朋友,张首晟难得为子女在自家后院烧烤,同时思考自己的研究,迸发出灵感。
他们的子女也很优秀,儿子在哈佛念物理,女儿刚上斯坦福的一年级。儿子在数学方面已显示过人的禀赋,还参加过国际物理奥林匹克竞赛。
可见,张首晟常对学生谈“物理那么有趣、那么引人入胜”,首先激发了自己的孩子对自然、对科学的爱好。
阁楼上的孤独小孩、少年大学生、没有文凭的复旦人、杨振宁的得意门生、最年轻的斯坦福终身教授……,最让他骄傲的身份,或许只是简简单单三个字——科学家。多年后,红色声浪早已远去,阁楼依旧。当科学家张首晟翻出祖父张彝的毕业文凭时,不知是否会想起当初那个沉默寡言的少年,以及曾经在此汨汨流逝过的自由而无用的时光。(据光明日报、文汇报报道)