张首晟，美国华裔科学家，1963年生于上海。1978年考入复旦大学物理学系，现任斯坦福大学终身教授。凭借对拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应的开创性研究，张首晟已包揽物理学界所有重量级奖项，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、尤里基础物理学奖和富兰克林奖章。2007年，他发现的“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。他曾多次被外界视作诺贝儿奖热门候选人之一。

 

　　张首晟和上海、和复旦渊源颇深，他的祖父张彝是复旦建校后的第二届学生。2005年复旦百年华诞，他将珍藏的祖父的卒业文凭捐给了母校，这也是迄今为止发现的最早的一张复旦大学毕业文凭。

 

　　2017年7月21日凌晨，张首晟及其团队在美国科学杂志上发表了一项重大发现：在整个物理学界历经80年的探索之后，他们终于发现了手性Majorana费米子的存在。

 

　　这一发现，验证了由意大利理论物理学家EttoreMajorana在80年前提出的预测——存在一类没有反粒子的粒子。同时也证明了存在一种比量子还小的单位，这将对现在的量子理论带来巨大的改变。

 

　　张首晟将这一新发现称为“天使粒子”。普通群众可能暂时难以理解这一发现，但是对基础物理界来说，这或将开启一个新的时代。

 

　　1928年，英国理论物理学家保罗·狄拉克（PaulAdrieMauriceDirac）提出了著名的狄拉克方程式。这一发现，从理念上预言了正电子的存在，狄拉克提出：宇宙中每一个基本粒子必然有相对应的反粒子。

 

　　1932年，美国物理学家安德森在研究宇宙射线时，无意间发现了狄拉克预言的正电子。从此以后，宇宙中有粒子必有其反粒子被认为是永恒不变的真理。

 

　　张首晟曾经介绍：“根据以往的认知，我们似乎生活在一个充满正反对立的世界。比如有正数必有负数，有存款必有负债，有阴必有阳，有善必有恶，有天使必有恶魔。”

 

　　但是，在1937年，也就是整整80年前，EttoreMajorana做出这样一个大胆的猜测：会不会有一类没有反粒子的粒子，或者说它们自身就是自己的反粒子。这个粒子被后来的物理学界称之为Majorana费米子，并和希格斯波色子、引力子、磁单极、暗物质等一起被视为人类最为梦寐以求的神秘粒子。

 

　　从那开始，寻找这一神奇粒子也就成了物理学中许多领域研究工作的崇高目标。

 

　　在2010年到2015年之间，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，继而指出哪些实验信号能够作为铁证如山的证据。他们预言手性Majorana费米子存在于一种由量子反常霍尔效应薄膜和普通超导体薄膜组成的混合器件中。

 

　　张首晟将发现的手性Majorana费米子称为天使粒子，这一灵感来自于小说《天使与魔鬼》。在DanBrown的这部小说中，正反粒子的碰撞会将所有质量以能量的形式释放出，从而湮灭整个世界。而天使粒子的发现，就好像发现了一个完美的世界，这里只有天使，没有魔鬼。

 

　　张首晟曾表示，天使粒子最重要的意义是改变了基础物理，因为它改变了人们一直认知的正反对立的世界观。

 

　　对于每一位物理学家来说，基础物理的研究都是一段极为漫长的过程。一个重大的发现往往需要50年甚至100年的时间，有发现已经是幸运的。也有很多人，可能倾注毕生，最终也没有所获。而张首晟是成功者。

 

　　张首晟1963年出生在上海，17岁便前往德国柏林自由大学学习，他学的是理论物理专业，这也是杨振宁的专业，他的恩师也是这位科学大师。

 

　　但理论物理的就业面太窄，张首晟一度开始担心自己的前途。但当他来到哥廷根大学附近的一块墓地，看到里面埋葬的一些物理学家都是用其生前发现的公式作为墓志铭，这深深震撼了张首晟。自此，“用一个公式概括整个世界”成为张首晟的梦想，也让他决定将毕生的精力都贡献给物理学研究。

 

　　还有一个选择对张首晟产生了深远的影响。当年在柏林自由大学学习时，张首晟一直将大统一理论当成自己的学术目标。因为这是爱因斯坦努力一生的事业，也是杨振宁的领域。

 

　　接下来，1996年，年仅33岁的张首晟被评为斯坦福大学终身教授。随后，凭借拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应两项理论的发现，张首晟于2010年获得欧洲物理奖；2012年获得美国奥利弗巴克利奖和狄拉克奖；2014年获得美国富兰克林奖。

 

　　张首晟多年被汤森路透预测会得到诺贝尔奖，杨振宁则评价“他获得诺贝尔奖只是时间问题”。