“千人”張首晟:二十師從楊振寧

“千人”張首晟:二十師從楊振寧

不得不說張首晟在某種意義上是一個“天才”——初中還沒畢業(yè)，就趕上恢復高考，父親拿給他一套數(shù)理化自學叢書，讀了一個暑假，“試了一下”，他就考上了。

跟比自己大幾歲的高中朋友聊了幾句，他得出一個結(jié)論:“高中生懂的東西太簡單了。”在15歲那年，他“心安理得”地走進了復旦大學的課堂。

此后更是一發(fā)不可收拾。很快，這位笑稱不是“類似少年班溫室里成長出來的學生”有了第二次嶄露頭角的機會:16歲時，國家開始公派留學生出國，他被選中派去德國柏林大學；接著，他來到美國投到楊振寧的門下攻讀物理學博士，32歲時，他被聘為斯坦福大學正教授，成為該校最年輕的終身教授之一。

2009 年，張首晟入選 “千人計劃”，并被清華大學特聘為教授，開始為祖國效力。

此后，張首晟日益受到國內(nèi)媒體的關(guān)注。這時，人們發(fā)現(xiàn)，這位曾在2010年獲得歐洲物理獎、2012年獲得狄拉克獎、2012年美國物理學會的巴克利獎等多個國際大獎的科學家成長之路竟是如此之“順”！

“天賦？但激情更重要！”張首晟有種天然的“坦誠”，他說，“從小到大，我基本都是由著自己的‘性子’來的”。

從來沒有從頭到尾把一本書讀完

張首晟由著“性子”干的第一件事就是讀書，“狂讀書”。他說話常常被身邊的人形容為“跳躍式”的，“剛說完甲，覺得甲這一段沒啥意思，很有可能就跳到乙去了。”不過，了解他讀書方法的人對此就見怪不怪了。

這種方法，簡單說來，就是把書讀“薄”。

以他喜歡讀的《三國演義》為例，有3指厚的一本書在他那里不到一周就“翻”完了。“絕大多數(shù)的內(nèi)容我是不看的，”他的方法聽上去有些“偷懶”，只有自己感到有意思的地方才會真正埋頭讀下去。

巧合的是，這些“有意思的”，也大多是被人們稱之為精華的地方，比如他所精讀的“草船借箭”。

即便是教科書，也是如此。張首晟說，他在小學時基本上把“對自己人生影響較大”的書都讀完了，但從來沒有從頭到尾讀完過一本書。

在他看來，讀書是一個了解思維方式的過程，不是吸納所有信息，而是有針對性地進行篩選。

人們通常會說，觀看影視訊息是一個被動接受知識的狀態(tài)，讀書則是一個主動的過程。這一點在張首晟那里有一個新的解釋:讀書，讀的是前人智慧的結(jié)晶，本不是件創(chuàng)新的事情，讀書的順序是可以創(chuàng)新的。

比如，一本書按照一、二、三、四的順序?qū)懴聛恚x者對前三章的內(nèi)容已經(jīng)有個大概了解，就沒必要再反復讀，可以直接跳到第四章精讀。

這樣的方法還有一個好處，在這位“天才”看來，如果第四章讀不懂，可以再返回去看前三章“找答案”，既有針對性，也節(jié)約時間。

這種讀書方法得益于那段被“放養(yǎng)”的日子。張首晟讀小學的時間幾乎和“文化大革命”重合，那時，“書”成了精神的奢侈品，他從家里閣樓的書柜“偷”出這些經(jīng)典著作。但他讀書并不會“一讀就是半天”或是“熬夜看書”，“我看書沒有任何壓力，完全就是憑興趣”。

他最開始涉獵的圖書并非數(shù)學、物理，而是文學。至今他依然保留著小時候讀過的《紅樓夢》和《西方哲學史》。他說，從文學的書籍里，可以看到雕塑的美和建筑的美，而那些優(yōu)美的詩句更像是一種壓縮的“美”——“信息的極端壓縮”，在很少的篇幅里面描繪出偌大的風景出來。這些都在默默地影響著他，直至對科研題目的把握。

做科研要憑借最原始的動力

在近日召開的科協(xié)年會上，張首晟作為特邀嘉賓作了一個題為《創(chuàng)新在中國》的報告。在報告中，他專門談到讀書對他的影響。

如果沒有讀過愛因斯坦和狄拉克，他可能不會提出拓撲絕緣體理論的材料實現(xiàn)方案，更不會因此獲得“狄拉克獎”——國際理論物理學領(lǐng)域的最高獎。

有同行這樣評價他的研究成果:張首晟的想法不僅得益于美學的熏陶，更受到前人的啟發(fā)。

張首晟至今還能清晰地描述出英國理論物理學家、量子力學的奠基者之一狄拉克預言正電子，給他帶來對物理世界的“興奮和神往”。

多年前，狄拉克建立一個量子力學的方程，其特別之處在于，既包括正能態(tài)，也包括負能態(tài)。狄拉克由此作出了存在正電子的預言，認為正電子是電子的一個鏡像，它們具有嚴格相同的質(zhì)量，但是電荷符號相反。

這一探索的過程包括很多繁冗的步驟，不過，就思路而言，可以這樣簡單地解釋:對4開根，絕大多數(shù)人想到的結(jié)果就是“2”，而狄拉克卻想到了“-2”，因為兩個“2”相乘得“4”，兩個“-2”相乘同樣得4。

狄拉克的想法提出后的第4年，美國物理學家安德森在研究宇宙射線簇射中高能電子徑跡的時候，奇怪地發(fā)現(xiàn)強磁場中有一半電子向一個方向偏轉(zhuǎn)，另一半向相反方向偏轉(zhuǎn)，經(jīng)過仔細辨認，這就是狄拉克預言的正電子。后續(xù)的實驗則全都印證了狄拉克預言的正確性。

這就是被科學界稱為最美的“對稱”研究思路。事實上，愛因斯坦的相對論也是這個思路。

“這些就像通過數(shù)學的智慧預示了這個世界一樣，太美了！”張首晟也因此拜在楊振寧的門下，并希望得到愛因斯坦之美的啟示。

然而，進入到具體的科研過程，這種“美”似乎就有些“空中樓閣”了。事實上，剛開始去柏林讀書時，張首晟有過一段時間的“消沉”。那時，整個學界并不看好理論物理界的就業(yè)乃至對科學貢獻的前景，一些相關(guān)的研究人員也紛紛“逃離”到諸如電子信息等新興產(chǎn)業(yè)。

在面對物質(zhì)與精神極大的矛盾時，他也困惑了。一次在德國大學城哥廷根旅游，他來到德國科學家的墓地，張首晟開始問自己:“這一輩子要留下什么？”

接著，他從這些科學家的墓碑上找到了答案。他發(fā)現(xiàn)，這些偉大科學家的墓碑十分簡單，除了名字、出生及死亡的日期，就只有一個他們創(chuàng)造的“公式”。

從那以后，張首晟再也不去考慮“掙多少錢”的問題了。對自己的學生，他常說這樣一句話:“要做科研，就要憑借最原始的動力。”

人最可貴的是有好奇心伴隨一生

張首晟常常向自己的學生講起他的原始動力。“大家常問我，創(chuàng)新的靈感何在？隨著年齡的增長，知識也在增長，但是創(chuàng)意往往是在下降。因為知識越多，看到新生事物時，就總是想能不能用老套的辦法來解決。年輕人則不同，他們雖然知識不足，但創(chuàng)意很多。”

作為科學工作者，作為教授，張首晟認為知識傳授給本科生，而他們則可以給自己提供很多新鮮創(chuàng)意，“這是一個雙贏的方法”。

從這個角度來說，張首晟十分感謝生命中“沒有高中的日子”:或許，正是刨去了“高中3年”這樣的一個知識積累的“真空期”，才給他留下更大的“想象”空間。

盡管不否認自己的成長經(jīng)歷很特殊，不管是美國還是中國的教育體制都難以再造另外一個自己，但張首晟還是對中國的教育環(huán)境發(fā)展抱有很大的期待。

張首晟說，在哈佛大學，最近有一門針對本科一年級學生的課程非常受歡迎，這門課叫做“把烹調(diào)解剖到分子”。有些學生可能覺得化學很枯燥，要背很多分子式，但可能因為喜歡美食和烹調(diào)，就會有很強的動機來上這門化學課，也許將來這名學生就會成為一名化學家。

張首晟這樣告訴自己的學生，“對一個人來說，最可貴的是要有好奇心伴隨一生”。

為了保持這種好奇心，張首晟還專門養(yǎng)成一個獨特的生活習慣——游泳。在他看來，游泳是最好的放松方式，就像科研工作中最需要的發(fā)散型思維一樣。同樣，在游泳之后，他一定會去趟桑拿房，如同科研工作中所需要的專注，他選擇在思維打開之后去集中想一件事，這時，很多靈感就會不自覺地“蹦出來”。