鄧鴻源觀點:談中國科學家張首晟的殞落

2018-12-16 07:20

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作者認為,張首晟疑被指與「華為」事件有關,以致英年早逝,是國際科學界的重大損失。(新華社)

作者認為,張首晟疑被指與「華為」事件有關,以致英年早逝,是國際科學界的重大損失。(新華社)

據報導,國際科學界傳出知名美籍華裔物理學家張首晟英年早逝的憾事,12月1日,他在任教的美國加州史丹福大學跳樓自殺,享年55歲。其家人5日發出聲明證實噩耗,提到他一直都在與憂鬱症對抗。聲明中指出,世人普遍認為張首晟是一位優秀的科學家,但對家人而言,他是最受敬愛的丈夫和父親。

張首晟祖籍江蘇高郵,1963年出生於上海,1978年15歲時考入復旦大學。1980年赴德國柏林自由大學留學,1983年20歲時獲碩士學位。後赴美國紐約州立大學石溪分校深造,1987年24歲時獲博士學位。1993年30歲時任教於史丹佛大學。2004年出任IBM-史丹佛自旋電子學研究中心主任。換言之,他跳過高中直升大學,可說是天才兒童。更難得的是,他沒有補習,而是憑著自學成功。

張首晟長期從事拓撲絕緣體與高溫超導等尖端領域的研究,其研究團隊於2006年提出的「量子自旋霍爾效應」被世界著名《科學》(Science)期刊評為年度「全球十大重要科學突破」之一。2017年更發現物理學界苦尋80年不得的「天使粒子」(Angel's particle)–馬約拉納費米子(Majorana fermion)。這些研究對於人工智能與量子電腦等尖端科技的發展有重大貢獻,有可能改寫人類的科技文明,所以他的恩師楊振寧就說,張首晟得諾貝爾物理獎只是時間問題。

諾貝爾物理獎首位華人得主之一的楊振寧(左)和圖靈獎至今唯一華人得主姚期智(右)放棄外國籍,選擇入籍中國(風傳媒製圖)
諾貝爾物理獎首位華人得主之一的楊振寧(左)和圖靈獎至今唯一華人得主姚期智(右)放棄外國籍,選擇入籍中國(風傳媒製圖)

2017年10月1日,張首晟與楊振寧聯袂出席湖南衛視,發表科學與民生、經濟的關係,張首晟並當場以5D虛擬實境技術演示「量子自旋霍爾效應」的原理與「天使粒子」的功能。

兩年前他接受中國某媒體專訪表示,「大學」一詞的原文University,代表大學是追求宇宙間普遍原理與原則的場所,理論物理更是如此,是追求「美麗、簡單與普適」,希望能以一簡單的數學方程式,來詮釋宇宙萬物運動的原理。例如,二十世紀以前的兩大古典物理–牛頓的三大運動定律與萬有引力原理,以及馬克斯威爾的電磁理論,前者奠定所有物體運動與太空科技的理論基礎,後者統一電與磁,進而奠定電磁波通訊的理論基礎,為世界開創通訊革命新紀元,它們的數學公式都非常簡潔、對稱與優美。

至於二十世紀的兩大近代物理–量子論與相對論,前者誕生量子力學,是半導體科技的理論基礎,後者中狹義相對論的質能互換公式,後來成為核能科技的理論基礎,至於廣義相對論的的宇宙方程式,改寫牛頓的萬有引力理論,以時空扭曲取代重力,描述宇宙與恆星的生老病死。以上這些方程式,都極為簡潔與優美,以最精簡的數學符號,詮釋宇宙萬物運動的原理,以及物質與能量的交互作用,大大拓展人類的眼光與科技文明。

量子力學方面,奧地利科學家薛丁格(Erwin Schrödinger)與德國科學家海森堡(Werner Heisenberg)以不同方式發展,其方程式也是十分簡潔,能充分描寫原子中電子的能階與行為。薛丁格也曾發表《生命是甚麼》的文章,啟發後來克里克與華特生發現DNA結構。海森堡則從其量子力學理論中推導出著名的《測不準原理》(Uncertainty Principle),證明粒子的動量與位置無法同時精確測量,此原理可以說明宇宙巨觀狀態的大型星系結構,乃起自宇宙誕生初期微觀狀態的「量子起伏」(quantum fluctuation)經由暴漲(Inflation)所形成。《測不準原理》也是非常簡潔的數學公式。

英國科學家保羅‧狄拉克(Paul Dirac)1928年將薛丁格方程式結合狹義相對論,提出其著名的狄拉克方程式,預言反物質的存在。此方程式也十分簡潔。1932年,科學家安德森果然發現電子的反物質──正子,接著質子與中子的反粒子也陸續被發現。丹麥著名原子科學家波耳(Niels Bohr),曾形容狄拉克擁有「最純淨的靈魂」;物理學大事楊振寧則形容狄拉克方程式是「秋水文章不染塵」,可謂人如其文。以上這些人都是20世紀歷屆諾貝爾物理獎的得主。

愛因斯坦95年前贈給日本東京信差的2張字條24日以高價賣出(AP)
圖為知名物理學家愛因斯坦。(AP)

愛因斯坦在1954年的科學與宗教論文中說:「沒有宗教的科學是跛腳的,沒有科學的宗教是盲目的。」說明科學家不是沒有宗教信仰,但是其宗教信仰的對象是掌管宇宙秩序的自然神,而非掌管人世間賞罰的人格神。

一些人(包括科學家)稱愛因斯坦的精神觀點是泛神論,很大程度上受到荷蘭哲學家斯賓諾沙(Spinoza)的哲學影響。愛因斯坦認為上帝的偉大,在於祂居然能建構如此和諧、神秘又井然有序的宇宙,更不可思議的是宇宙的形成居然可以被渺小的人類所理解(The most incomprehensible is that it can be comprehensible by little human beings)!

以上這些二十世紀與之前的偉大科學家,都是張首晟畢生崇拜的典範,他是站在這些前輩的肩膀上,所以能看得更遠。他也希望能以簡潔的方程式,為人類的文明與幸福指引一條康莊大道,遺憾的是,天不假年,張首晟疑被指與「華為」事件有關,以致英年早逝,是國際科學界的重大損失。

愛因斯坦曾說:「一個人的價值,應該看他貢獻了甚麼,而非看他取得了甚麼。」很值得吾人省思。

*作者為台大物理博士,文化大學教授

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