不為錢所動的斯坦福學術自由

趙巖

張守晟說，諾獎確實代表了一個高標準，但是他個人最大的追求還是在于發現大自然尚未知的規律，有過一次這樣的經歷，已經是人生最高的境界。

2014年任教于斯坦福大學的華裔物理學家張守晟曾被湯森路透預言為最可能獲獎的物理學諾獎得主。雖然結果大熱倒灶，而他的“拓撲絕緣體”發現，卻已得到了美國政府機構Darpa約5000萬美元的研究經費，不但可能改變人類生活，也可能讓硅谷更名。

在結果宣布次日，張守晟接受專訪時表示，最快5年內，這個被他預言的新材料很可能出現在人們的視野中，由此，也可能讓硅谷更名。

從茹毛飲血，到互聯網時代，人類最初的生活完全仰賴大自然的恩賜，而今卻無不都來自于創新：衣食住行，柴米油鹽，食品工業到航天航空，從微波爐到原子彈，日常生活的人類創造背后，大多是少人理解的艱深理論，那拓撲絕緣體到底是什么，又可能被如何應用到人類未來的生活當中呢？

拓撲絕緣體是一個生僻的概念，但連當紅美劇“生活大爆炸”（The Big Bang Theory）里的主角肖登（Sheldon Cooper）都曾給提到拓撲絕緣體，成了一個搞笑噱頭。

而張守晟教授作了一個通俗的比喻。

電子就像在超市中橫沖直闖的賽車，有沒有可能修建“電子高速公路”（Electron Superhighway）。當巨量的晶體管被擠進大規模集成電路時，耗能和散熱的問題無法解決。以硅為基石的現代電子行業已經走到了盡頭。

張守晟提出的解決方法是讓流往一個方向的電流有自己專用的通道，就像在高速公路上開車一樣。聽上去簡單，要實現這個目標需要一種全新的材料來替代硅：拓撲絕緣體（Topological Insulator）。張守晟提出了大膽的預測：一種以單層錫分子制成的材料叫Stanene具備所有想要的特點——可在室溫條件下成為拓撲絕緣體。

如果他的預言成為現實，這種材料可以用在大規模集成電路中，解決現有材料無法逾越的耗能和散熱的問題。他由此開玩笑地建議，如果成功應該把“硅谷”改名為“錫谷”（Tin Valley）。

張守晟1963年出生于上海，1978年跳過高中，直接考入復旦大學。

1980年赴德國柏林自由大學留學一直到獲碩士學位，后赴美國紐約州立大學石溪分校（State U of New York at Stony Brook）深造，在楊振寧的建議下轉攻材料物理，1987年獲博士學位，從1993年起，張守晟任教于斯坦福大學。

他回憶道，入校伊始，和所有新晉教授一樣，申請國家科研經費是起點，而他卻顆粒無收。但斯坦福非但沒有為難他，更1年就破格授終身教席。大學不為錢所動的學術自由，保住了一位未來的諾獎競爭者。

人生不可以計劃的就不要計劃，但是把諾獎作為一個追求，這是一個值得追求的目標。

可能因為預測，大家對諾獎非常關心，張；守晟說，諾獎確實代表了一個高標準，但是他個人最大的追求還是在于發現大自然尚未知的規律，有過一次這樣的經歷，已經是人生最高的境界。

Darpa的5000萬美元，并不追求商業回報，讓他作為項目領頭人可以在全球拓撲絕緣體研究中尋找最優秀的科學家，為這個領域的新應用提供資金。美國政府投資不擁有這些知識產權，歸屬大學，但是政府使用免費。

張守晟在中國接受基礎教育，家中閣樓是他知識的來源。在兒時的閣樓里，他讀最多的是歷史、藝術、哲學類書籍。他認為知識應該是一張網，而現代教育的遺憾，是培養了很多科學家，卻再沒能造就一個達芬奇，一個跨界的大師。張守晟的兒子現在就讀于哈佛物理系，曾是2011年物理奧賽美國代表隊唯一金牌得主。endprint