酷应用

突然去世！著名物理学家张首晟曾发现“天使粒子”，近年致力于通过资本连接中美科技

百家作者：DeepTech深科技 2018-12-06 10:48:38

扫描上图二维码购票，参与全球新兴科技峰会

当地时间12月1日，著名物理学家张首晟去世，享年55岁。

张首晟是斯坦福大学物理系、电子工程系和应用物理系终身教授，一直在拓扑绝缘体、量子自旋霍尔效应、自旋电子学、高温超导等领域做研究，他领导的研究团队于 2006 年提出的量子自旋霍尔效应被《科学》评为 2007 年 “全球十大重要科学突破” 之一，他的天使粒子也被认为是极有可能获得诺贝尔奖的成就，他的老师就是杨振宁教授。

张首晟所获物理界重量级奖项包括欧洲物理奖、美国物理学会巴克莱奖、国际理论物理学中心狄拉克奖、尤里基础物理学奖等。

除了科学家身份以外，张首晟也是一名投资人，他于2013年创立了丹华投资，专注于投资最具颠覆性的创新科技和商业模式，并搭建起斯坦福、硅谷和中国的桥梁。

他也是《麻省理工科技评论》“35位35岁科技创新者”榜单的评委。

在2017年4 月 28 日的MIT TR35 中国区榜单启动仪式上，张首晟教授就提出要把中国和美国紧密结合在一起，“这被我们认为是这个时代最大一个机会。美国硅谷是一个创新中心，MIT 在波士顿和哈佛是一个创新中心，中国也是一个创新的中心。这是一个科学家可以大有作为的时代，是科学和产业前所未有地紧密结合的时代，而中国也处在一个新的历史时期，中国的发现和智慧应该为人类文明带来更大的贡献。”

（图源：维基百科）

演讲全文如下：

能否独立产生人类能力之外的科研成果，这是人工智能最大的考验

我想跟大家分享的是我自己关于创新和科研的经验，另外，我最近也在做前沿科技的投资，也希望和大家谈一谈我的见解。

我们经常讲人工智能是非常神奇的，其实人工智能早在60年代就提出来了，为什么最近才突飞猛进？主要是因为以下三个原因：

一、机器的计算能力一直按照摩尔定律呈指数增长，每过18个月翻一倍；
二、互联网、大数据产生；
三、算法上的改进；

在这最主要的三大支柱里，计算机的功能和人工智能要更进一步的话，其中非常重要的一点，就是我们能否保证计算能力每过 18 月翻一次倍。

过去五六十年，摩尔定律在计算机技术的发展中起着重要的作用。但是，这样的高速发展现在碰到了非常大的瓶颈，因为当运算芯片的集成度越来越高的时候，其产生的热量也会随之骤增，甚至可以烧毁整个芯片。因此很多人都认为“摩尔定律”将要死了。

为什么芯片在继续集成的情况下会碰到这个阻碍？答案在芯片的底层。我们虽然平时一直在讲信息的高速公路，但是在芯片的底层，基本上是杂乱无章的一种运动，电子在芯片的城市，就像一个非常好的跑车，在一个集市里，会到处相互碰撞，也会跟周围发生碰撞。

这种碰撞的宏观表现就是芯片发热，所以为了避免这样的情况，我们就需要让电子“各行其道”。如果拿一个往前，一个往后的两个电子做比方，我们要做的就是让这两个电子在二维的体系里，可以在空间上拆开来，使得在上面的往前，在下面的往回。

在分完道之后，我们还要做一件事情，就是当电子遇到杂质的时候，它不会出现改变方向往回走，即没有电子出现“逆行”的现象。

要实现以上的这两条，就需要借助一个神奇的效应，叫做量子霍尔效应。这个效应曾经两获诺贝尔物理奖，当时曾经被认为是半导体工业的全新技术增长点。

然而在实际应用的时候，却有一个巨大的问题，那就是要产生这样的效应，需要外加一个非常强的磁场，差不多是地球磁场的一万倍左右的数量级，而所有的半导体设备都几乎不可能在这么强的磁场下工作。

我的工作就成功地破解了这一难题，我发现的这种新的效应叫做“量子自旋霍尔效应”。在这种神奇的效应的作用下，特定材料制成的绝缘体的表面会产生特殊的边缘态，使得该绝缘体的边缘可以导电，而这种边缘态电流的方向与电子的自旋方向完全相关，同时不再需要外加磁场。

简单来说，我们通过电子自旋与电子轨道的耦合（两者的关系类似于地球的自转和公转），来取代了外加的强磁场，而产生的材料只有边缘可以导电，并且通过电子的自旋方向来决定电流的流动方向。

我们不但在 2006 年预言了这么一个神奇的效应，使得电子能够按照高速公路原理来运行，并且我们预言了一个材料，在 2007 年通过实验被发现。

在 2007 年，我发现的“量子自旋霍尔效应”被《Science》杂志评为当年的“全球十大重要科学突破”之一。

由于这个发现，我得了一些国际上非常高的荣誉，其中有一个是叫富兰克林奖。富兰克林是我的科学偶像，也是美国的建国之父。他发现雷电原理的故事对我启发很大，激发了我投身于科学技术的想法。

但是，他除了是非常伟大的科学家之外，也是一个非常优秀的发明家、政治家、企业家和外交官。

我认为，人类文明在特别伟大的时期，总是会出现这么一些天才，他们甚至是跨领域的天才。就像亚里士多德之于古希腊哲学，达芬奇之于文艺复兴。

所以，我觉得，我们现在这个时代最缺少的是这些跨界的人才，所以我有一个新的志向：跨界投资。

大家会问我说为什么会想到去做投资。其实，我所碰到的投资机会都是非常偶然的。斯坦福大学比较大，有 1/3 的老师可以住在校园里。事实上，如果大家住在同一个地方，就会产生很多跨界的机会。比如说有一次，两个孩子在踢足球时，我和另一位家长聊天，发现这位电脑系的教授创办了一个名叫VMware公司，可以实现计算机虚拟化，使得一台物理计算机能够被切割成很多虚拟机。我当时就为其进行了天使投资，这家公司后来发展得非常好，市值最高曾达到 480 亿美元。

其实，斯坦福大学历届师生们创办的公司，如果把他们绑在一起计算，他们的 GDP 占全球的第十位。如果中国的大学也能像斯坦福大学一样，一个大学能够创造出来全球第十位的GDP，那整个国家的 GDP 肯定是了不得。

我现在在做的投资公司，其实是要实现两个跨界：一个是要把科学和投资紧密结合在一起，一个是要把中国和美国紧密结合在一起。其中，让科学和投资紧密结合在一起有两层意义：

首先，我们要投一些最优秀的，类似MIT TR35这样的优秀人才，他们是真正走在科学最前沿的人。

其次，我们用科学第一性原理的思维方式来指导我们的投资，也就是说，我们完全是按照科学原理来判断投资机会，并且来判断市场价值。

而把中国和美国紧密结合在一起，这被我们认为是这个时代最大一个机会。美国硅谷是一个创新中心，MIT 在波士顿和哈佛是一个创新中心。现在，在全球范围内，中国也是一个创新的中心。但是，中美两个创业圈生态圈之间的交互还是非常弱。

那么，哪些领域真正有创业、创新成功的机会呢？

我认为，人工智能、虚拟现实和增强现实、大数据、移动互联网、基因工程、精准医疗、区块链（blockchain）这些技术都非常激动人心。在人工智能方面，我们目前在做的只是让机器模仿大脑的思考原理，但我更期待机器能够真正超过人，而并不只是像人。比如说，我觉得，人工智能最大的一个考验就是能不能自己完成一个科学发现，而且这个科学发现是人类能力范围之外的。比如说，人工智能研发出一个新材料，能够使得摩尔定理继续延续下去。

人类走到了非常关键的时刻。我们有希望见证一个新物种的产生，他们的智能可以高于人。我们也碰到一个非常伟大的机会，能够把科学和投资真正紧密结合在一起。这一种跨界必然会带来重大的化学反应，真正推动人类文明的前进。

这是一个科学家可以大有作为的时代，是科学和产业前所未有地紧密结合的时代，而中国也处在一个新的历史时期，中国的发现和智慧应该为人类文明带来更大的贡献。

所以，我在这里恭喜在座的各位，说不定你们马上就可以参加MIT TR35的评选，我也是非常乐意成为评判，帮助大家担任一部分筛选的工作，找到最优秀的人才，使得这些人才能够彻底的国际化，在新的领域为整个人类文明做出贡献，并且让你们的发明造福于人类。

谢谢大家！

-End-

全球从畜力、蒸汽动力再到电力，每次技术的进步都会带来产业结构的变革。而人工智能可以说是继电气化之后又一波为产业带来深远影响的新动能。虽然目前对于 AI 是否与制造业、医疗、材料、能源等行业一样是一个独立产业还存在争议，但由于 AI 赋能的特性，其所辐射及影响的产业层面将极为深远。在可预见的未来，所有产业都逃离不了 AI 化的趋势。