再见，张首晟
“
2018年12月1日，美国华裔科学家张首晟在美国去世，结束了他55年的传奇人生。DT君以此文盘点张教授生平，以及其对于大数据、人工智能等领域的观点，向2018年我们失去的又一位大师致敬。
“对他来说，获得诺贝尔奖只是时间问题。”
——杨振宁
《生活大爆炸》第四季第14集里有这样一幕，傲娇的谢尔顿博士，作为初来乍到的大学讲师，在物理学课上想给学生们一个“下马威”，便问：“知道拓扑绝缘体（Topological Insulators）的请举手？”突然间，所有学生都举了手，谢尔顿博士略显尴尬。
在这全球几亿受众的热播美剧中，“拓扑绝缘体”一词突然走进大众视野。张首晟日后开玩笑说，我们的研究向几亿观众曝光了。拓扑绝缘体，一种具有奇异量子特性的新物质状态，不同于“金属”与绝缘体，它是一种内部绝缘、界面导电的未来新型材料。
正是凭借在“拓扑绝缘体”，以及量子自旋霍尔效应（一种使电子运用更有效且不过于耗能的新的电子运动规律）等领域取得的开创性突破，他几乎拿下了物理学界所有重量级奖项。
▍阁楼上的物理学家
1963年出生在上海的工程师家庭，因为一段特殊的历史，张首晟的求知欲被禁锢在家里堆满书的小阁楼上。
在那里，图书陪他度过了被其他孩子欺负的岁月，也打开了他的科学观。
1978年的改革开放改变了大多数知识分子的命运。15岁的张首晟当时只是初中生，通过自学，居然高分被复旦大学物理系录取，而复旦也成为这位斯坦福大学终身教授，以及包揽欧洲物理奖、巴克莱奖、狄拉克奖、尤里基础物理学奖等荣誉的伟大物理学家的物理学起点。
张首晟曾回忆，在选择大学时，经常听到杨振宁、李政道等大师的名字，由此引发了自己对理论物理的浓厚兴趣，并将其作为自己的专业。
大学二年级，学业优秀的天才少年张首晟被公派送去德国留学，德国大学是5年制，而他只用了3年就完成了学业。
也是在德国，一件事儿改变了他的未来。
暑假的一天，张首晟去了几百年历史的名校德国哥廷根大学游玩，这座孕育了几十位诺贝尔奖得主的学府旁有一块墓地，诸多物理学大家长眠于此。张首晟边走边注视着一座座墓志铭，海森堡墓碑上是“不确定性原理”，玻恩的墓碑上是“波函数”...
（图片说明：在墓志铭旁的张首晟）
可能是顿悟吧，张首晟被如此肃穆的场景感染，决心就沿着物理学的路一直走下去。作为公派留学生，毕业后是按要求回国报效祖国，还是继续深造呢？他选择了后者。
1983年，获德国柏林自由大学硕士学位之后，张首晟去了美国的纽约州立大学石溪分校，师从物理学大师杨振宁，攻读博士学位，研究方向是杨老用心推荐却又不为人知的凝聚态物理。
凝聚态物理当时是一门新兴学科，在80年代，换作任何一个别的国家，张首晟将面临既没有经费也没有环境的局面，只有当时的美国才能成就后来的张首晟。他回忆：“80年代的德国，大家都没见过中国人，当地人热情地邀请我去家里做客，三年没变过。但美国不一样，这里没有人在乎你的背景，当年踏上美国的土地时，你的命运就只有你自己能控制了。”
在纽约州立大学石溪分校，杨振宁用心教导张首晟，并且不支持张首晟走自己的老路——从事基本粒子物理研究。张首晟一开始并不明白老师的用心，但日后，他领悟到了杨老的远见，因为当时的杨振宁就笃定凝聚态物理在今天的物理学领域中发展最快。
（图片说明:张首晟与老师杨振宁）
张首晟博士毕业后，辗转到IBM研究半导体，期间认识了斯坦福大学物理系主任教授朱隶文（1997年诺贝尔物理学奖，美国第12任能源部部长），并深受朱隶文赏识。32岁的张首晟被聘为斯坦福大学物理系教授，成为斯坦福大学最年轻的终身教授之一。
而最终让他站到聚光灯下的是日后的一系列研究成果。张首晟发现的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为当年的“全球十大重要科学突破”之一。2017年，张首晟和他的团队发现了“马约拉纳费米子”（Majorana Fermion）的存在，张首晟将其命名为“天使粒子”。
至此，张首晟如30年前哥廷根大学墓地前驻足时一样，感受到了物理学的光辉。在过去的几年，他成立风险投资基金，开始研究区块链等新技术，并出席各类商业活动，发表对于大数据、人工智能、量子计算等前言科技的见解，成为了一位家喻户晓的科学家与意见领袖。
▍AI未来
在硅谷，人工智能、区块链、基因和生物科技以及混合现实是最火爆的四大投资趋势。张首晟与他斯坦福的学生谷安佳博士联合创建的丹华资本就非常重视区块链、人工智能等方向的投资。
距离硅谷不远的斯坦福大学是美国科技的摇篮，这里孕育了惠普、谷歌等公司，除了学术研究的推动之外，风险资本也是百年硅谷的成功基因之一。
（图片说明：硅谷一角）
只要有些钱的斯坦福大学教授，就很可能也是一位风投家。大卫·切利顿(David Cheriton)教授以10万美金投资了两位学生的项目，造就了20亿的超额回报，这就是谷歌。张首晟教授也不例外，与邻居兼同事计算机系的孟德尔·罗森博格(Mendel Rosenblum)教授一起投资的VMware软件（上市后市值高达百亿美元），就为张教授带来了丰厚的收益，也开启了他的风投事业。
在成功的风投事业背后，张首晟的投资者哲学依旧来自于物理学。他曾说：“物理学里面有个很大的分支是统计力学，主要研究的就是概率和统计；现在讨论大数据，很多基本的算法都来自于物理学奖。现在大热的机器学习技术，几乎所有以人名命名的算法都来自于物理学奖。”
对于人工智能，张首晟的观点鲜明，他把当下AI的发展比作人类模仿鸟类飞行，目前还处于简单模仿动作阶段。他在2017年的一次活动上表示：“现在，我们还是用一个神经元简单地在模仿一个大脑，我认为人工智能下一步一个大的发展，就像从看到鸟飞变成飞机。”
2018年初的谷歌内部分享活动上，张将这轮AI的浪潮归结为三大趋势的融合——物联网收集的大数据、摩尔定律驱动下不断增长的算力以及算法的进步。但张教授也阐述了自己对于“图灵测试误导性”的认知，他说：“图灵测试并不客观，人脑花费许久进化而成，人脑的思考在很多情况下是非理性、感性的，这是机器不可能效仿的，或者机器也不需要如此模仿人类。”
（图片说明：张首晟对于图灵测试的观点）
张首晟非常看好AI，同样也相信去中心化的区块链技术，在他的理解中，区块链可以保证目前机器学习（目前的人工智能技术）中大数据的绝对安全性。
张首晟的儿子Brian Zhang目前就职于谷歌，在DeepMind项目中担任研发工程师（Research Engineer ），在哈佛大学物理学学士毕业后，Brian并没有继续探索，而是选择了人工智能。
在2008年入选国家“千人计划”后，张教授与清华大学、中国科学院等科研机构的合作加大，并帮助中国在科研领域取得突破，比如2008年，清华大学博士生刘朝星和祁晓亮在张首晟等专家的支持下，提出了二维磁性拓扑绝缘体实现量子反常霍尔效应的基本机理。
由于参与和中国科研院所的合作，促成中国在量子反常霍尔效应、拓扑绝缘体以及新近的外尔半金属等领域的国际领先地位，张首晟被授予了国家科学技术奖励。
对于AI在中国的发展，张首晟与创新工场李开复博士的观点相似，他认为，在摩尔定律上面和算法上面，中国的贡献是远远不够的，但中国网民多，所以大数据一定是在中国产生的，这是中国的资源。
▍再见墓志铭
几年前，张首晟斯坦福的同事准备了半个世纪的茅台酒，准备等张首晟获得诺贝尔物理学家之后把酒高歌，庆祝一番。可惜，张首晟的人生休止符最终停留在了2018年12月1日。
对于张首晟的离世，SAP硅谷创新中心首席科学家、复旦大学客座讲师及数据科学50人成员邬学宁评价道：
1938年3月25日，意大利物理学家马约拉纳在从巴勒莫到那不勒斯的班轮上神秘地失踪，1937年，他提出：有一种费米子和它的反粒子完全等价——它就是自己的反粒子，这与我们的阴阳相生的哲学理念不同，我们习惯于一个正反对立的世界：光明与黑暗，善与恶，天使与魔鬼…, 马约拉纳费米子的反粒子就是它自身。 在之后的20世纪里，物理学家们一直以寻找马约拉纳费米子作为物理学研究工作的崇高目标，2010到2015年间，张首晟与其团队连续发表三篇论文，精准预言了在哪里能够找到Majorana费米子，并和实验物理学家紧密合作发现了手性马约拉纳费米子，并将其命名为“天使粒子”（只有天使，没有魔鬼）。 “天使粒子”对于建造稳定的量子计算机具有重大意义，能完美的解决目前量子计算机的不稳定的困扰，张首晟教授发现的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为当年的“全球十大重要科学突破”之一，被其恩师杨振宁教授称为“早晚会拿诺贝尔奖的人”。量子计算机强大的计算力对于人工智能和区块链这两项影响人类终极命运的技术具有极其重大的意义。 在马约拉纳失踪的整整80年后，张首晟教授永远的离开了我们，也许，他进入了那个只有天使的平行宇宙。
2018年注定是不平凡的一年，因为太多大师离我们远去，从斯蒂芬·霍金，到李敖，再到金庸，DT君只能送上一句：“大师，走好！”
“我们发现了一个完美的世界，那里只有天使，没有魔鬼。”——张首晟
作者 | Harry Wu：wuhao@dtcj.com
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