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 张首晟
张首晟（Shoucheng Zhang），美国华裔科学家。祖籍江苏高邮，1963年生于上海。
张首晟1983年获德国柏林自由大学学士学位，同年赴美国纽约州立大学石溪分校，师从著名物理学家杨振宁教授攻读博士学位，1987年获物理学博士学位，1993年任斯坦福大学物理系教授。1992年获全球华人物理学会杰出青年科学家奖，1993年获IBM研究部杰出创新奖。1999年张首晟受聘为教育部“长江学者讲座教授”，任清华大学高等研究院教授。2009年入选国家“千人计划”。
2011年9月获香港求是科技基金会“求是杰出科学家奖”。
张首晟领导的研究团队于2006年提出了“量子自旋霍尔效应”(Quantum Spin Hall Effect)，将其基于芯片业未来提出的新构想——通过控制电子的自旋运动来降低能耗——在理论上完成了预言。2007年，这一理论预言被德国维尔茨堡大学实验小组通过实验证实。同年，张首晟领导的研究团队提出的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为2007年“全球十大重要科学突破”之一。
这项研究计划获得美国能源部与国家科学基金会基金支持，因为是华人，张首晟也多了与亚洲的联系。他透露，量子自旋霍尔效应是新科技研究发向，未来将有机会与中国大陆、台湾与香港地区的学术机构合作发展。
2010年7月，张首晟还因在拓扑绝缘体研究方面的卓越贡献荣获德国“古登堡研究奖”。
华沙时间2010年9月1日，“欧洲物理奖”在波兰华沙颁奖，华人物理学家、斯坦福大学教授、清华大学高等研究院教授张首晟获此殊荣。因在“量子自旋霍尔效应”理论预言和实验观测领域的开创性贡献，张首晟与4位欧美科学家共同荣获2010年“欧洲物理奖”，他也是获得该奖项的首位华人科学家。“欧洲物理奖”是国际著名的物理学奖项，由欧洲物理学会颁发。
一、简历
张首晟于1978年在没有读过高中的情况下，直接考入复旦大学，一年后，他又赴柏林大学留学攻读硕士学位。1983年，张首晟获得柏林自由大学物理硕士学位。同年，美国纽约州立大学石溪分校，师从杨振宁教授攻读物理学获博士学位。1987年，他获得博士学位。同年，他进入加州大学的SantaBarbara分校从事博士后研究。1989年底，他结束了博士后研究，与妻子晓帆一起到了SanJose的IBM继续从事科学研究工作。1993年，张首晟被史坦福大学物理系聘为副教授。1995年，年仅三十二岁的张首晟以他出色的研究能力获得了斯坦福大学物理系正教授的位置。
二、科研
1、张首晟主导项目获选2007重大科学发现
华裔教授张首晟领导团队提出“量子自旋霍尔效应”新理论研究，被纳入《科学》杂志2007重大科学发现之一。（美国《世界日报》）
据美国《世界日报》报道，权威杂志《科学》选出2007年重大科学突破发现(Breakthrough of the Year)，第一名为“人类基因多样性”(Human Genetic Variation)。由斯坦福大学物理系华裔教授张首晟(Shoucheng Zhang)领导团队提出“量子自旋霍尔效应”(Quantum Spin Hall Effect)新概念发现，则与其它九项科学发现并列第二。此亦为唯一华裔领导的研究计划项目。
业界普遍认为，摩尔定律(Moore's Law)将于2015年时，因为计算机芯片过热问题而失效，学术界一直进行研究，是否有其它创新方法或概念改变而持续定律。张首晟领导的研究团队提出“量子自旋霍尔效应”，由合作伙伴、德国Wurzburg大学实验室小组进行实验，确认量子自旋霍尔效应利用电子的自旋性质、电流在边缘流，创造新电路而不会产生太多热能。
几年前开始，张首晟便与团队自系统出发，在半导体系统材料不变，而改变原理情况下，可留下过去20几年的半导体产业投资，仅在更换不同材料下重新开始投资，在半导体系统找到新的工作原理。
他指出，除了业界，学术界也不断思考，特别是从物理学来说，如何能改善芯片设计过程。学术界有急迫使命感如何用其它技术或概念取代CMOS，“量子自旋霍尔效应获选为2007年全球重大科学发现之一，是项荣誉，研究团队受到鼓舞”。
量子自旋霍尔效应由张首晟领导的研究团队提出预估理论，再由德国Wurzburg大学实验室小组进行实验。拥有纽约州立大学石溪分校博士、为诺贝尔奖得主杨振宁的得意门生的张首晟说，目前新理论应用正值第二步的实验室，也是重要阶段，未来可能直接应用在工业界芯片制造过程。
这项研究计划获得美国能源部与国家科学基金会基金支持，因为是华人，张首晟也多了与亚洲的联系。他透露，量子自旋霍尔效应是新科技研究发向，未来将有机会与中国大陆、台湾与香港地区的学术机构合作发展。
2、张首晟推导出"大统一场理论"线性方程
长期以来，世界物理学界希望有一天能建立一个可解释所有自然界现象的“大统一场理论”。这一设想最早是由爱因斯坦提出的。当时，不少科学家认为这个设想纯属异想天开，但也有许多科学家多年来一直致力于这项理论的研究。
美国斯坦福大学华裔科学家张首晟教授和他的学生胡江平所开展的研究工作，为建立“大统一场理论”提出了一个新方向，这很可能找到一种方法，使表面上看去互不相容的量子力学和广义相对论相互统一起来。张首晟的有关研究成果刊登在将于10月26日出版的《科学》杂志上。
为进一步了解张首晟的研究成果，记者通过电话采访了远在美国西海岸的张首晟。
张首晟介绍说，他是从固体物理的量子霍尔效应出发，来解决“大统一场理论”问题的。量子霍尔效应发生在二维空间，他利用量子液体模型将量子霍尔效应扩大到4维空间。
爱因斯坦的狭义相对论是解释电磁力的，而爱因斯坦的广义相对论是解释引力的。张首晟告诉记者：“此前已有人完成将量子力学与狭义相对论相互统一研究。我们的研究工作是将量子力学同广义相对论相互统一起来。”为做到这一点，张首晟同他的同事从量子力学出发进行推导。
在爱因斯坦广义相对论中的引力方程有两部分：一是线性方程，二是非线性方程。目前，张首晟等人已推导出线性方程，下一步若推导出非线性方程，则意味着“大功告成”，即将现代物理学的三大支柱———量子力学、狭义相对论和广义相对论统一起来，从而建立起“大统一场理论”。但张首晟强调说：“要推导出非线性方程，还是会遇到很多预料不到的困难，特别是一些数学问题。”
记者问：“许多科学家都在努力进行这一研究工作，但这又是十分困难的工作，你什么时候想到做这一理论研究工作的？”
张首晟回答说：“我目前是清华大学长江计划的访问学者，去年7月回到清华大学讲课，并开办了一个学习班以邀请优秀科学家来讲学。就在学习班期间，我想起要完成这件有趣的研究工作。”
张首晟教授的主要研究领域包括高温超导、量子霍尔效应、自旋电子学、强关联电子系统等，他的代表性工作为高温超导的SO(5) 理论、4维量子霍尔效应、室温无耗散自旋流等等，在国际相关研究领域里有较大的影响，迄今为止，他在Science杂志上发表学术论文3篇，在Phys. Rev. Lett. 杂志上发表学术论文40余篇，其论文被他人引用3000 多次。
1、迄今为止发现的最早的一张复旦大学毕业文凭
这张“卒业文凭”的主人叫张彝，是张首晟教授的祖父。张彝，字则民，江苏高邮人。1906年考入复旦公学，是复旦建校后的第二届学生，1909年毕业，同时毕业的共16人。文凭上清晰地记录着张彝先生的国文、法文、伦理、化学、三角、体操等12门功课的毕业考试成绩，总平均分为80分8厘，在校三年他的总平均分达到77分7厘。监督（校长）高凤谦和教务长李登辉签发了该证书。
2004年冬，张首晟先生来复旦讲学时透露，母亲在清理祖父遗物时，发现了这张最早的复旦文凭，2005年时值复旦百年华诞，张首晟先生把珍藏的“宝物”捐献给了母校，目前已陈列于复旦大学校史陈列馆。
2、与祖父一样，张首晟年少时也曾在复旦求学。1978年，在没有读过高中的情况下，15岁的张首晟直接考入复旦大学。一年后，他作为交流学生被送往德国柏林大学深造，先后获得学士和硕士学位。此后进入美国纽约州立大学，师从杨振宁教授攻读物理学获博士学位。34岁时，张首晟被评为斯坦福大学正教授。他也是斯坦福大学最年轻的终身教授之一。 |
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发表于 2011-11-24 09:20:22
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