皮皮虾:【斯坦福十二拍(之六)】
原标题：《巡礼斯坦福，探寻硅谷精神》
皮皮虾根据众多资料及个人经历体验撰写
[说明］本文经过编辑后的删节版在2018年7月的“少年时”《硅谷带动世界》一书中发表，原标题为《巡礼斯坦福，探寻硅谷精神》。该精简版又在其公众号＂小多少年时＂上发表。精简原因盖版面篇幅所限。现本虾在原文基础上增修了内容，在自己的公众号上全文以连载的方式分十二期发表。最后一期的文末将列出参考资料。
第六拍
巨星陨落传奇已定格
凤凰涅磐真金终发光
物理楼和张首晟
现在让我们看看物理系的Mccullough楼。 这座三层建筑，从一楼到三楼逐层上去，刚好每层都有一个诺贝尔物理奖得主的办公室，分别是：Douglas Osheroff (1996年得主)， 朱棣文 (Steven Chu，1997年得主、曾担任过奥巴马政府能源部长的华裔科学家)，Robert Laughlin (1998年得主)。
那几年物理系连续三年获得诺贝尔奖，非常令人振奋。三年来每到十月诺奖公布后，物理系师生都在Varian 大楼旁大树下的草坪上举办庆祝活动。1998年10月的一个下午，师生们又聚在树下，沉浸在祝贺Laughlin 获奖的喜悦中。Laughlin 由于分数量子霍尔效应的理论工作获奖，而他的隔壁就是张首晟的办公室。那次聚会就听到Laughlin 大声对首晟说，“You are the next” (你是下一个)。
是的，近年张首晟获诺奖的呼声很高，被认为是最有力候选人之一，他的导师杨振宁认为他得诺奖是迟早的事。
张首晟在SO(5)高温超导理论、量子自旋霍尔效应、拓扑绝缘体上有开创和突破。他的研究成果量子霍尔自旋效应在2006年发表后，到2007年就被证明存在，并且可以用于解决日渐走向终结的摩尔定理了。这项成果被《科学》杂志评为2007年“全球十大重要科学突破”之一。
美剧《生活大爆炸》中的物理学天才谢耳朵，在课堂上问学生：
“谁知道什么是拓扑绝缘体?”
几年来，张首晟几乎囊括了物理界所有重要奖项，包括欧洲物理奖(2010年)、美国物理学会巴克莱奖(2012年)、国际理论物理学中心狄拉克奖(2012年)、尤里基础物理学奖(2013年)和富兰克林奖章。而这些通常是诺贝尔物理学奖的前兆。2013年同时获得那个基础物理学奖的还有霍金。
张首晟夫妇和霍金在2013年尤里基础物理学奖颁奖典礼时合影
(张首晟夫人在获奖后分享的照片)
张教授没上高中就上了复旦，大学上了不到一年就留学欧洲，真是少年英才。后来又到美国读博。毕业后他到 IBM 作了博士后，然后被斯坦福聘用。开始在斯坦福的那年，张首晟曾申请四家国家级的基金，但由于课题方向太超前，均被否决。正是资金充足且宽容自信的斯坦福大胆地将校方资金提供给首晟作科研经费，没有任何附加条件，才成就了多年以后他在科研上的大放光彩。在加入斯坦福一年之后，32岁的张首晟成为正式终身教授，是斯坦福最年轻的教授之一。而正常走完tenture程序需要七年时间。斯坦福的确做到了慧眼识人、不拘一格。
复旦的宣传栏
正当斯坦福物理系的人们认为三层楼不够、张首晟会得奖时，2018年12月1日，天才在旧金山陨落了，时年55岁。
那天是星期六，当时本人正在牛津大学探望女儿。在校园里漫步经过罗德 (Rhode) 楼时，女儿突然想起来告诉我，他在校园里曾经见到了首晟的儿子Brian。
罗德楼是牛津专门用来安排罗德奖的学者学习生活的地方，Brian的妻子是该奖获得者。Brain 现在也在牛津攻读统计学的博士，从事人类基因的研究工作。Brian和他的妹妹Stephanie毕业的高中也是我儿子和女儿的母校，但他们高几届，是我家孩子一直以来的榜样。
万没想到，我在牛津的这一天竟成了教授的忌日。几天后，消息公布出来，举世皆惊。那天正好有一朋友有事打电话给我，讲完事后我告诉了她这个不幸的消息，对方惊得一再确认，几乎不相信。她觉得我居然能沉得住气直到最后才讲这事不可思议。我说谁会拿这事开玩笑。
因为知道我认识首晟一家，那些天许多朋友打来电话问究竟。我只能说，我也不明白。其中一位居然认为首晟有三个孩子，这与事实不符，这个我可以当即明确否认。过了几天我才想明白他的误解来自何处，原来教授的家族声明中署名除他夫人外还有三人，是女儿、儿子和儿媳的名字。一般人不知道儿子已结婚了，自然误以为是三个子女。
关于死因，坊间各种传言和阴谋论，想象力极丰富，其中之一还和毛衣战联系上了。这一点上个月本人有机会从一位我所敬重的斯坦福物理教授那里再次听到了明确否认。据我了解，首晟生前一直在与失眠作斗争，并被抑郁所困扰。
一月初，我和李一诺前去看望张首晟夫人余晓帆。那天晓帆拿出即将造好的墓碑图片给我们看，正反两面，一中文一英文，特别是由学生们经过研究后审定的那行公式，立刻让我想起张教授生前曾经分享过的往事。那是发生在他不到二十岁时在德国求学时，那次他在寒风中路过著名的大学城哥廷根，在当地的墓地看到科学家们墓碑上的公式，心灵受到了巨大震撼。每块墓碑上都刻有科学家们的名字、出生年月和生前留下的著名公式：普朗克著名的普朗克常数，奥托·哈恩的是一则核反应公式，波恩的波函数概率分析。那一次，首晟年轻的心里就立下了一生的宏愿：愿自己的一生也能用一个公式来总结，能够在生后留给人类一行公式作为精神遗产。
晓帆还告诉我们，她在整理首晟的遗物时发现，首晟留有许多笔记，每年一本，条理分明，里面记录了他做研究的思路和对社会、人文的思考。首晟有一个学生现在是哈佛教授。前些日子来斯坦福，晓帆把他当首晟的学生那几年按年份找出首晟的笔记给他看。这位学生教授很受触动，他很吃惊当年他和首晟之间那些讨论的细微的思想火花都被详细地一一记录下来。
晓帆还从笔记中读到首晟关于哥廷根墓地给他带来的内心触动。他认识到，一个人去世后留给世人的只有两样东西。一个是自己的DNA所遗传下去的子女，一个就是自己创造的思想，正如这些大科学家墓碑上留下来的简洁优美的公式。前者是Procreate (生育)，后者是Create (创造)。
首晟墓碑上的这行公式浓缩了首晟在拓扑绝缘体领域的学术研究的精华，描写了量子自旋霍尔效应和拓扑绝缘体中的电子运动规律。公式上下方的图画代表了从这个公式导出的量子自旋霍尔效应边缘的自旋电流。最下方则是斯坦福大学的校训：“让自由之风飘扬”。
这行公式被称作是BHZ Hamiltonian公式，是根据首晟以前的学生Andrei Bernevig, Taylor Hughes 和他自己的姓氏缩写命名的。说起来，这行公式和首晟心中的大英雄、量子力学的奠基者之一保罗·狄拉克 (Dirac) 很有渊源。
首晟以前的学生、现在普林斯顿作博士后的廉骉有一篇英文文章＂Understanding Shoucheng’s formula (理解张首晟的公式)＂对此有详细介绍。根据廉骉的解释，狄拉克公式遵从爱因斯坦狭义相对论，预言了电子的反物质－正电子的存在。首晟受此公式启发，把狄拉克公式中相关的真空中的电子和正电子，相应类比到绝缘体中的电子和空穴，并在此基础上作了进一步扩展推广，加上了一个能量－动量的二次函数关系项，使之更完美地符合拓扑绝缘体的复杂特性。仅仅一年后，根据此项理论突破所预言的第一个量子自旋霍尔效应的材料HgTe (汞碲) 量子阱就被实验证实了。
至高无上的英国威斯敏斯特大教堂内的狄拉克纪念方砖上列有狄拉克公式
清明节那天，首晟的墓碑被树立在他生前喜欢的半月湾，他终于以墓碑上的那行公式总结了自己的一生。晓帆为此写的纪念文章《今天，为你树起一座墓碑》很快广为流传 (文章链接：https://mp.weixin.qq.com/s/vIwGyhFlmMEUPIqEMsMRWQ)。经家属同意，首晟的gravesite (墓址) 坐标公布如下：37°30'10.2"N 122°22'26.9"W。
认识晓帆是九年前了，当时她很热情地分享了她和首晟养育孩子的心得，非常诚恳和感人。那次经允许录了两个小时的录音，现在仍然保存着，非常珍贵，也许将来我应该整理成文。
他们的儿子Brian和女儿Stephanie 都很杰出，一个去了哈佛, 一个去了斯坦福。Brian高中时还得了国际奥林匹克物理的金牌。哈佛毕业后，Brian曾在英国Deepmind (后被谷歌收购) 作了一年研究。因为会下围棋，曾参与了阿尔法狗的测试工作，并在公司公布阿法狗的宣传视频中出镜。此后就是众所周知的人狗大战，阿法狗大败李石世。Brian现在转向基因研究和统计学，正是人工智能所需的综合领域。几年前我曾设想，再过几十年会不会张家父子成为我们华人的父子档诺奖，现在只能扼腕长叹了。
首晟的女儿Stephanie 刚从斯坦福教育学院硕士毕业，方向是LDT (Learning Design Technology，学习设计技术)，研究小孩的脑智发育。现在已到哈佛攻读教育学的博士学位。
Stephanie此前作为交换学生曾在牛津读书，加之她幼年曾随父母回国半年，受过典型的中国教育，算得上融汇亚欧美三大洲的教育精华，因此对国际上的多样化的教育方式和理念有切深体会，也对教育有许多思考和见解。
两个孩子分别从事的领域 (基因研究与教育) 正好传承了首晟生前崇尚的两大生命意义，＂Procreate (生育) 和Create (创造)＂。
几年前Stephanie入学斯坦福后，了解到东部几所名校的学生自发合办了一个很棒的项目，而西部名校尚未有人做，于是她决定开创这项活动。此项活动的作法是，学生骑自行车横跨美国，并在每个停留的城市义务教书，辅导STEM (理工科)。而出乎Stephanie预料的是，她招来的成员居然全是女生。这并未吓退这群孩子，她们依然紧锣密鼓地作好细致的准备，就等着兴奋的那一天到来。好在出发前，又有两位男生加入了。象天下所有的父亲一样，首晟对孩子们的壮举难免心中有些许不安和担忧，但是他最终还是狠下心来支持女儿，体现了一位优秀父亲的可贵品质。整个活动最终圆满结束，每个孩子都很有收获。首晟还在朋友圈很自豪地分享了这个活动。
Stephanie首创的这项活动在斯坦福传承下来了，每年都有学生组织起来去完成。去年我读到一位学生家长写的文章介绍这个活动，不过也许她不知道此事的起源，没有提到Stephanie。
根据本人三年前撰写的脚本摄制的纪实片《硅谷中国人》第二集－教育篇将Stephanie作为其中的四个人物之一拍了进去。导演张慈因此留下许多首晟及其家人的珍贵录像。
此片正在紧张的后期制作，即将杀青，会在10月5号于斯坦福李嘉诚中心首映，届时我将出席，欢迎前来观影。以下是精彩片花 (解说员在片中将一个人物的名字读错了，这个在正片中已经改正)。
https://www.bilibili.com/
初识首晟也是在李嘉诚中心，在这之前曾多次听过张教授的演讲, 感觉如沐春风。这次是真正的相识。那天旧金山亚洲艺术博物馆馆长许杰来做讲座，首晟和夫人就坐在第一排。讲座中他有时插话提问，风趣且有深度。看上去许杰和首晟很熟，他还脑洞大开，提议将来大家参访亚洲艺术博物馆让首晟带队并讲解，充分利用首晟的跨界和明星效应，现在这一切都成为心中的遗憾了。
那天讲座结束后，晓帆把我介绍给首晟，告诉丈夫这就是此前提到过的本人。首晟非常nice，还要我提供给他几篇我自己认为满意的拙作。后来他曾在演讲中还引用了我文中的思想，显然是认真读了。
可惜的是，我怕占用大师的时间，此后没有多bother他。现在有些后悔没有多些交流，否则不知会从中获得多少一流的教益，又或许作为局外人我能够做些什么？年初我去看望晓帆时，我告诉她我自己内心深处的自责和遗憾，唯愿首晟在天堂里继续在科技、人文和创新的领域贡献自己的才华。
我想那次讲座的听众都对首晟表现出来的对艺术的浓厚兴趣以及很高的人文素养印象深刻。的确，首晟不仅仅是一名严谨的物理学家，他的人文素养也好生了得，非常爱好文学、历史、书法。他为吴军的书《文明之光》写的序言《大数据时代感受物理、科技、人文的跨界之美》非常棒。
其实，首晟少时在那个动乱年代曾在自家阁楼博览群书，奠定了很深的人文基础，他曾一度认为自己将来会是个文科生呢。那些书是他的祖父张彝留下的。张彝是复旦公学的第二届学生，2005年复旦百年校庆时，首晟将祖父的证书捐赠给校方。该证书签发于1909年，是我国目前存世的最早大学毕业文凭，文凭上方还配有光绪三十三年十一月二十一号慈禧太后的上谕。杨振宁看了还说，也许这是慈禧最后的御批呢。七十年后首晟成为祖父的校友，他的杰出来自渊源的家学。
前几年首晟又跨界到投资领域，创办了丹华资本。同时他也一直热衷于培养学生。他说他的人生目标是要做富兰克林那样全面的大师，成为这个时代的富兰克林。获得富兰克林奖章后，他的信念更强了。
被誉为“美国第一人”的开国元勋富兰克林是美国民族精神的奠基者，杰出的政治家、外交家、科学家、发明家，同时亦是出版商、印刷商、记者、作家、慈善家、实业家。富兰克林是启蒙时代真正的跨界人才。而首晟把这样的全才作为榜样，目标之高远，令人敬佩。
由首晟女儿Stephanie和男友做的纪念网页：
https://www.sczhangmemorial.com/
今年5月初的几天，纪念首晟的系列活动在斯坦福举行。有一些大师的物理讲座，晚上甚至还有首晟涉猎和爱好的人文主题。
5月1号，张教授离世整整半年，在斯坦福的那座著名教堂里举办了张首晟教授生平纪念会，一千多人出席，楼下坐满了人，不得不开放了楼上。斯坦福大学现任和前任校长、首晟生前的师生亲友都来了。应其家人要求，出席者都身着色彩明快的衣饰，避免肃穆哀痛的气氛。大家心怀希望与宁和，用微笑送别张教授。
追思会上，诺奖得主朱棣文致悼词，当年就是他慧眼识珠将首晟招入斯坦福物理系的。另一位诺奖大师、隔壁办公室的挚友Laughlin教授致词说：“他 (首晟) 的离去对我们来说不仅仅是失去一位挚友，更像是失去一位出征未归的战士。……而一直萦绕在我脑海的一句诗歌是：‘There is a corner of a foreign field that is forever England’(在异国的某一个角落里，有一块土地永远都是英格兰) “。
他引用这句诗很有深意，它是英国二十世纪初浪漫诗人Rupert Brooke的有名的十四行诗＂The Soldier (士兵)＂，歌颂战死沙场的士兵，他的生前经历 (英格兰之子)，和他优秀品德的来源 (英格兰母亲)。而诗人本人在一战时加入英国海军地中海部队，在海上航行时去世，年仅27岁。鉴于舰队急需前往参与会战，只好将他安葬在途中的一个希腊岛上的橄榄园里，坟墓保存至今。
追思纪念册以中英文刊印了张首晟教授所作的诗
明月松间照，清泉石上流。首晟的学生胡江平在一篇回忆文章里把首晟比作“那棵消失的大树”。而斯坦福的校徽里正是一棵参天的红杉树，斯坦福所在的城市Palo Alto在西班牙语里也是高树的意思。如今大树虽然不再，可首晟通过Procreate 和Create 所传承的生命却正在成长为一棵棵大树。首晟在天之灵会看到众木成林的时候的。
化学楼和鲍哲南
接下来看看化学楼。斯坦福的化学专业和其它专业一样在全美乃至世界领先。
化学系每年举办一次“威廉姆·约翰逊”学术讲座，只有诺贝尔奖获得者才有资格做会议发言，学术讲座的层次、阵容超级豪华。比如2010年10月那次有七名诺奖得主是演讲嘉宾，讲座票高达200美元且一票难求。斯坦福大学的每个系科都有自己的系列讲座，不仅质量高，而且频度也密。
今天就说说一个奇女子的八卦，她就是最近刚升任斯坦福大学化学工程系主任(首位华人女性系主任)、美国国家工程院院士鲍哲南教授。她的教授职衔有两个：一个是K.K.Lee化学工程教授(冠名的讲席教授是牛高一级的)，一个是化学和材料科学与工程教授，分别隶属于化工学院和材料学院两个不同学院。另外，她还有一大堆令人炫目的头衔：美国国家发明学会的成员、斯坦福大学可穿戴电子中心创始人和主任、未来科学大奖科学委员会委员，还是Precourt研究所、伍兹研究所、ChEM-H和Bio-X的客座教授。
什么八卦？就是此人一路开挂的人生之路中有一段横飞过来的低谷，好在此后又直挂云帆，呈现出U字型的profile，证明了＂我的人生我作主＂的涅磐凰性。
先说一下U字的第一段。鲍哲南的父母鲍希茂、陈慧兰分别是南京大学物理系和化学系教授。从小鲍哲南就受到父母一流的科学思维训练，被引导先自己找问题找答案，然后做实验证实，从而形成了探索发现的思路，这对她走向科学研究很有用。
此后鲍哲南考入南京大学化学系，1990年在大学三年级时随全家移居美国，入学伊利诺伊大学芝加哥分校，边读书边打两份工。1991年，她居然只复习20天GRE就以惊人分数辅以南大本科三年的优异成绩夺取了芝加哥大学的眼球，破格录取她为博士研究生(没读完本科)，师从高分子化学大师鲁平。
1995年鲍哲南获芝加哥大学博士学位，申请了世界顶尖的贝尔实验室的博士后。听完她的答辩后，委员会的教授们破天荒免掉了她的两年博士后过程，直接聘为研究人员，为贝尔史上少有。不久，鲍哲南就发光发亮，成为聚合物和有机材料部门的首席研究员。2001年她被贝尔实验室聘为杰出研究员，这是该实验室聘任研究人员的最高级别。
短短一两年内，她和她的德国同事、年仅31岁的物理学家舍恩 (Schön) 在科学界最顶尖的期刊《科学》(Science)上发表了十三篇文章，引起轰动，当时业界公认这些都是诺奖级的成果。当时的中国，有一篇《科学》上的文章发表就可海归在一流名校当终身教授的。
根据《贝尔实验室：现代高科技的摇篮》一书的作者、中科院自然科学史所研究员阎康年在其书中所记，他在1998年拜访贝尔实验室总部时曾与鲍哲南有过交谈，当问到她的人生目标时，鲍哲南理所当然的回答令他感到惊讶：“当然是诺贝尔奖了。”
不过这事不知真伪，因为事后鲍哲南说误会了，她的学术目标从不是得诺奖。＂如果说做学术为了一个荣誉，一个奖励，那会很辛苦。我觉得按照自己的兴趣，做一件事情，会做得开心，最后也会觉得很有价值。回看自己的经历，我都是根据自己的兴趣，然后不知不觉接触一些人，这些人、这些经历使我随着兴趣一步步、自然而然地往前走。”
然而开挂的人生没有一路持续走高。如日中天的辉煌不久后，纷争鹊起，鲍哲南进入了U字的第二段路径－低谷。她和舍恩的论文中有实验图谱的基线被认为有问题，引起造假怀疑。由来自外部的专家组成的独立调查团进驻调查，经过个人谈话、核实实验记录等诸多环节，鲍哲南被认定清白。舍恩被开除，从此消声匿迹不知下落(有人说他连德国国籍都丢了)。尽管鲍哲南被认为是无辜受牵连，但在特别看重诚信的西方科学界，此事对她的打击非常大，几乎断送了她的学术生命。鲍哲南必须重新出发，做出新的大成就，才能证明自己。
2004年，鲍哲南受邀执教斯坦福大学，开启了她的U字人生的第三段。那年全球知名科研期刊《自然》(Nature) 杂志还为此有一篇短文介绍了她的新去向，并从女性科学家如何平衡事业和家庭的角度对她做了正面评价，其实是在间接为她恢复名誉。
几年后，经过这场风波和挫折的鲍哲南再次在科学界引人注目、扬名立万。她在斯坦福带领的团队开发出一种具有感知压力并可与大脑沟通的柔性人造皮肤。这种人造皮肤像“一页纸那么薄”，可以分为两层，外层是可以感知压力的传感器，由塑料材料加上碳纳米管制成；内层是由喷墨打印机印刷出的柔性电子电路，可以把压力信号改变成电信号并传递给大脑。用鲍哲南自己的话说，一只蝴蝶翅膀的轻触都能感知到。
2003年，鲍哲南被《麻省理工科技评论》评为35 岁以下科技创新青年，2011年，入选新世纪十年全球顶尖一百材料学家名人堂榜单，并获得影响世界华人大奖。2015年，又入选《自然》杂志全球科学界重大影响的十大人物。2017年获“世界杰出女科学家奖”。
曾有人说鲍哲南是中国居里夫人的有力人选。尽管前中央大学毕业的吴健雄也被这样称呼，但她毕竟没得诺奖。尽管屠呦呦得了诺奖，但她毕竟是团队集体之功的代表。现在就看鲍哲南和科大少年班毕业的哈佛教授庄晓威之间谁会折桂了。最好两人都大放异彩，作华人之光。
第七拍预告：
沙丘路风投谱就创业章
肖克利特曼书写硅谷史
2018.4.7 初稿
2019.8.28 增修