2018年12月1日，着名中国物理学家张首盛教授意外逝世。 张教授生前不仅学术上有很大成就，而且影响了很多优秀的年轻人。 他去世一周年，张教授以前的博士课程结束后，现在斯坦福大学物理学系的教授祁晓亮教授正在写这个纪念文字。
作文|祁晓亮(斯坦福大学物理系教授)
去年的12月1日是星期六，我带着孩子在红木城参加圣诞节点灯的活动，现在我清楚地记得华灯第一次升起时，节日气氛充满了兴奋的孩子的脸。 那天，我的老师张首盛教授离开了我们。 转眼间又过去了一年，有一天工作结束坐在车上，突然自己发出声音，张老师真的走了吗？他觉得他只是在travel，在某个地方继续着激情的奋斗。 我一年间都想写点什么，但是不知道怎么动笔。 今天(编注:指2019年12月1日)，和母亲和家人一起去扫墓，芳草朦胧，下着冷雨，我们的花环绕着墓碑。 一年过去了，已经到了长歌哭泣的时期了吧。 写下回忆和感想，今天也想和想着张老师的大家分享。
当张老师第一次知道自己在本科时，大约在2002年左右，听到张老师在清华讲四维量子孔效应。 现在回想起来，当时肯定没有听懂，但是报告书上描绘的蓝图感到非常感动。 我第一次认真阅读张老师的论文，是关于他和水珠穆朗玛峰以及北约奥斯卡的固有旋孔效应的文章。 当时2004年，我在高等研究院读翁征宇先生和博士，研究的方向是高温超导理论。 当时，在强相关电子系统领域的很多研究者认为半导体和自旋电子学是“没有什么意义”的领域，感觉其中没有新的物理，具有应用价值。 张老师的文章揭示了自旋轨道耦合物理与非阿贝尔规范场的深层联系，为研究自旋轨道耦合问题提供了新的视角。 几年后拓扑绝缘体领域的突破，是从强相关系统、量子霍尔效应和传统半导体理论两个领域的巨大融合，张先生关于固有自旋霍尔效应的文章是这次革命的导火索。 我有幸在关键时刻接触到这一领域，正好拓扑物理学专家吴咏时先生访问了清华。 我和吴老师合作，对量子自旋孔效应和量子异常孔效应进行了一些早期的理论模型研究。 张老师对我们合作的这个主题非常兴奋，在我们的工作中清晰地记住了各种热烈的讨论，特别是在工作结束的日子和Skype谈话，张老师兴奋地说:“晓亮，你的工作很棒！ 」对于我和许多年轻学生来说，张老师那样热情的鼓励影响了我们的人生。
2006年1月，我给张老师小组换了三个月学生。 在这个经验中，有令人印象深刻的事情。 那年春节张老师带着小组开了一整天团。 会议后，他又给我发了邮件。 “我们组里有最好的年轻人，我们确信今后能做一些重要的工作，今年不能完成一些好论文，应该做一些突破性的工作。” 随后几个月，张老师还是对他的学生安德烈·贝本vig和泰勒·休格斯以及第一批量子旋孔效应材料( HgTe/CdTe量子阱)做了理论预言。 这项工作将量子自旋霍尔效应从理论模型阶段正式进入现实，迅速进行实验验证。 其实在更早的时候，张老师也建议我研究HgTe这种材料，但我对半导体这个领域不熟悉，所以不做。 此后，该系统的物理并不复杂，本质原因不自信——理论家提出的简单模型在实际材料中不可能实现。 其实当时张老师和安德烈亚、泰勒也不是半导体专家，他们在不懈的努力下，迅速跨越了领域的壁垒，真正理解了实现这种材料和拓扑绝缘体的关键机制，终于努力了。 “副长很勤奋，中士听说若居若死”，对此感到钦佩，张老师敏锐的直觉和认真的精神也深受感动。 张老师与合作者在Bi2Te3系列的三维拓扑绝缘体、量子异常霍尔效应等拓扑预测和实现方面取得了长足进展，张老师的信念和不懈努力是分不开的。
我自2007年至2009年与张先生一起研究博士后，幸运地参加了拓扑绝缘体理论和材料预言方面的一些早期工作。 我博士后，最重要的工作是拓扑绝缘体的场论描述，提出了相应的物理效应——拓扑磁电效应。 2007年初，张老师建议我和Taylor Hughes研究这个问题，起初我们进展缓慢。 我记得五月六日的时候，我们在Monterey Bay发生了一件暂时的事。 我那天突然有了新的想法，和张老师说了之后，他说很感兴趣，我们在酒店大厅讨论了一整夜。 最初我们只是想导出三维拓扑绝缘体的拓扑场论描述，结果发现，在理解这一导出过程中，实际上各种拓扑绝缘体的描述被统一在陈-西蒙斯( Chern-Simons )理论的大框架下，拓扑绝缘体是两个孤立的顺序 完成这项工作花了半年时间。 那是一次很愉快的经历，在张老师的办公室里进行过多次热烈的讨论。 那种感觉好像山穷了，意外的柳暗花明后，江面越来越宽，景色洋溢，瞬间轻船越过万重山。
图1 2009年4月，我(左)和张首晟先生(右)在加利福尼亚的Fallen Leaf Lake开会拍照
自2010年以来，我在斯坦福大学做faculty，听了张老师的教诲，得到了全面的帮助和支持，我一直认为自己是他学生中最幸运的人。 我读完博士课程后，出席会议的时候，正好和张老师坐同一趟飞机回来的时候，记得他的车在机场，自己被邀请开车回家。 途中我们谈到科学研究的选择问题，对张老师说:“多次改变研究方向(四维量子孔效应、高温超导、自旋电子、拓扑绝缘体)，取得了成功。 他们是怎么选择这些方向的呢？” 张老师说:“像冲浪一样要看wave (研究流程)，不仅要遵循它，还要引导新的方向。”
这个比喻多年来一直在我心中，深刻概括了张老师独特的战略思维。 他不是一个在书房研究的人，而是领导时代乐章的指挥家。 我想张老师带学生来的风格也和这双眼睛有关。 他敏锐地判断每个学生的兴趣、优点和缺点，通过提问和简单明确的课题使学生迅速成长，找到自己的道路。 他从来没有教过学生什么，给学生最大的好处反而是不教我们——如果你向他解释概念说明80%，他一定不会告诉我们剩下的20%。 在说明100%之前，希望你再次理解那个。 张老师很会澄清问题。 在讨论中，他总是强调找到explicit的问题，避免模糊。 他这种想法不仅仅是物理问题。 例如，他在教学生报告的方法时，不是说“应该说得更清楚”，而是说“准备报告时，请向你的听众选择模型(选择你认识的人，知识的背景代表接近听众的人)”，然后对他说 这样，就能从哪个角度来说是很清楚的。 几年前，他对我说。 “他找到了选择好问题的新标准，选择开普勒定律这样的问题——开普勒总结的行星定律很简洁，意味着背后有很深的定律，是理论家大有帮助的大问题。 相比之下，不能总结简洁的唯象规律只是复杂的现象，其后不一定有深刻的理论问题。
张老师鼓励我们把各个领域联系起来考虑，以免我们在思考上划框。 他和他的学生吃饭时，总是听说最近有什么crazy idea吗？ 所以当他第一次说要设立风险投资基金时，我并不惊讶。 我想这符合他的兴趣——他很多年轻人都对他说不同的idea，他的思想以新的方式影响世界。 随后几年，我的研究兴趣也逐渐发生了变化，进一步探讨了量子信息和量子引力的问题。 我们仍然继续拓扑绝缘体和拓扑超导体方面的合作，也讨论了各种新方向的有趣问题。 我从张老师那里学到了很多密码计算、块链等方面的知识。 去年8月，我们还在他的办公室和几个学生讨论数学题讨论到很晚，然后去吃披萨。 张老师参加的饭菜都很愉快。 因为我从没缺过有营养的话题。 无论一起去的人是物理学家、数学家、历史学家、艺术家、企业家，他总是有很多问题，总是有很多新的经验与我们分享。 无论在办公室、餐馆还是走路，他的思想都在不断地探索、追求。 张老师对德国文化有很深的了解。 他这种不断的追求使我想起歌德的《浮士德》。 可惜我们没有谈过这件事，不知道他对这部作品有什么看法。
图2 2012年，张首晟先生在清华高等研究院讨论了问题。 这是我最喜欢的照片。
张老师突然离开，对所有爱他的人来说都是很大的悲剧。 幸运的是物理学永远，张老师的思想已经超越了生命的极限。 爱因斯坦在朋友的葬礼上说:“对于我们相信物理学的人来说，过去、现在和未来的不同只不过是顽固的幻觉。” 去年刚听到噩耗的那天，我记得晚上睡不着觉，打开张老师的报告录像，按照他的想法想到物理数学的各种问题，心情很快平静下来。 今年5月，我们在斯坦福组织了一个纪念张老师的学术讨论会，张老师的许多朋友和学生来自世界各地。 我们在会上分享了很多张老师的回忆，也交流了很多学术思想。 在这种永恒的表现和思考中，我们对张老师的离去感到不安的心又找到了支点。 另外，母亲Barbara和她的孩子们的强大和乐观，受到了很多鼓励和感谢。 最困难的时候，老师的母亲想着我们张老师的学生们，总是请我们去她家参加聚会，和我们分享张老师留下的原稿和其他珍贵的回忆。 衷心希望她和孩子们能安然无恙，张老师相信天上有灵，看到他们会高兴的。 对我们张老师们的学生来说，最好的纪念就是继承张老师独特的科学思想，不断追求创新精神和自然规律的真实与优美。
希望张老师的精神和我们在一起！
祁晓亮
2019年12月1日
特别记载事项
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2 .《返朴》开通了按月搜索文章的功能。 关注公开号码，回答由4位构成的年+月，就可以像“1903”那样取得2019年3月的文章索引，以下相同。
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