張守晟 　　一、簡(jiǎn)歷

　　張首晟于1978年在沒有讀過高中的情況下，直接考入復(fù)旦大學(xué)，一年后，他又赴柏林大學(xué)留學(xué)攻讀碩士學(xué)位。1983年，張首晟獲得柏林自由大學(xué)物理碩士學(xué)位。同年，美國(guó)紐約州立大學(xué)石溪分校，師從楊振寧教授攻讀物理學(xué)獲博士學(xué)位。1987年，他獲得博士學(xué)位。同年，他進(jìn)入加州大學(xué)的SantaBarbara分校從事博士后研究。1989年底，他結(jié)束了博士后研究，與妻子曉帆一起到了SanJose的IBM繼續(xù)從事科學(xué)研究工作。1993年，張首晟被史坦福大學(xué)物理系聘為副教授。1995年，年僅三十二歲的張首晟以他出色的研究能力獲得了斯坦福大學(xué)物理系正教授的位置。

　　二、科研

　　1、張首晟主導(dǎo)項(xiàng)目獲選2007重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)

　　華裔教授張首晟領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)提出“量子自旋霍爾效應(yīng)”新理論研究，被納入《科學(xué)》雜志2007重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。（美國(guó)《世界日?qǐng)?bào)》）

　　據(jù)美國(guó)《世界日?qǐng)?bào)》報(bào)道，權(quán)威雜志《科學(xué)》選出2007年重大科學(xué)突破發(fā)現(xiàn)(Breakthrough of the Year)，第一名為“人類基因多樣性”(Human Genetic Variation)。由斯坦福大學(xué)物理系華裔教授張首晟(Shoucheng Zhang)領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)提出“量子自旋霍爾效應(yīng)”(Quantum Spin Hall Effect)新概念發(fā)現(xiàn)，則與其它九項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)并列第二。此亦為唯一華裔領(lǐng)導(dǎo)的研究計(jì)劃項(xiàng)目。

　　業(yè)界普遍認(rèn)為，摩爾定律(Moore’s Law)將于2015年時(shí)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)芯片過熱問題而失效，學(xué)術(shù)界一直進(jìn)行研究，是否有其它創(chuàng)新方法或概念改變而持續(xù)定律。張首晟領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)提出“量子自旋霍爾效應(yīng)”，由合作伙伴、德國(guó)Wurzburg大學(xué)實(shí)驗(yàn)室小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)量子自旋霍爾效應(yīng)利用電子的自旋性質(zhì)、電流在邊緣流，創(chuàng)造新電路而不會(huì)產(chǎn)生太多熱能。

　　幾年前開始，張首晟便與團(tuán)隊(duì)自系統(tǒng)出發(fā)，在半導(dǎo)體系統(tǒng)材料不變，而改變?cè)�理情況下，可留下過去20幾年的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資，僅在更換不同材料下重新開始投資，在半導(dǎo)體系統(tǒng)找到新的工作原理。

　　他指出，除了業(yè)界，學(xué)術(shù)界也不斷思考，特別是從物理學(xué)來說，如何能改善芯片設(shè)計(jì)過程。學(xué)術(shù)界有急迫使命感如何用其它技術(shù)或概念取代CMOS，“量子自旋霍爾效應(yīng)獲選為2007年全球重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，是項(xiàng)榮譽(yù)，研究團(tuán)隊(duì)受到鼓舞”。

　　量子自旋霍爾效應(yīng)由張首晟領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)提出預(yù)估理論，再由德國(guó)Wurzburg大學(xué)實(shí)驗(yàn)室小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。擁有紐約州立大學(xué)石溪分校博士、為諾貝爾獎(jiǎng)得主楊振寧的得意門生的張首晟說，目前新理論應(yīng)用正值第二步的實(shí)驗(yàn)室，也是重要階段，未來可能直接應(yīng)用在工業(yè)界芯片制造過程。

　　這項(xiàng)研究計(jì)劃獲得美國(guó)能源部與國(guó)家科學(xué)基金會(huì)基金支持，因?yàn)槭侨A人，張首晟也多了與亞洲的聯(lián)系。他透露，量子自旋霍爾效應(yīng)是新科技研究發(fā)向，未來將有機(jī)會(huì)與中國(guó)大陸、臺(tái)灣與香港地區(qū)的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)合作發(fā)展。

　　2、我旅美科學(xué)家張首晟推導(dǎo)出"大統(tǒng)一場(chǎng)理論"線性方程

　　長(zhǎng)期以來，世界物理學(xué)界希望有一天能建立一個(gè)可解釋所有自然界現(xiàn)象的“大統(tǒng)一場(chǎng)理論”。這一設(shè)想最早是由愛因斯坦提出的。當(dāng)時(shí)，不少科學(xué)家認(rèn)為這個(gè)設(shè)想純屬異想天開，但也有許多科學(xué)家多年來一直致力于這項(xiàng)理論的研究。

　　美國(guó)斯坦福大學(xué)華裔科學(xué)家張首晟教授和他的學(xué)生胡江平所開展的研究工作，為建立“大統(tǒng)一場(chǎng)理論”提出了一個(gè)新方向，這很可能找到一種方法，使表面上看去互不相容的量子力學(xué)和廣義相對(duì)論相互統(tǒng)一起來。張首晟的有關(guān)研究成果刊登在將于10月26日出版的《科學(xué)》雜志上。

　　為進(jìn)一步了解張首晟的研究成果，記者通過電話采訪了遠(yuǎn)在美國(guó)西海岸的張首晟。

　　張首晟介紹說，他是從固體物理的量子霍爾效應(yīng)出發(fā)，來解決“大統(tǒng)一場(chǎng)理論”問題的。量子霍爾效應(yīng)發(fā)生在二維空間，他利用量子液體模型將量子霍爾效應(yīng)擴(kuò)大到4維空間。

　　愛因斯坦的狹義相對(duì)論是解釋電磁力的，而愛因斯坦的廣義相對(duì)論是解釋引力的。張首晟告訴記者：“此前已有人完成將量子力學(xué)與狹義相對(duì)論相互統(tǒng)一研究。我們的研究工作是將量子力學(xué)同廣義相對(duì)論相互統(tǒng)一起來�！睘樽龅竭@一點(diǎn)，張首晟同他的同事從量子力學(xué)出發(fā)進(jìn)行推導(dǎo)。

　　在愛因斯坦廣義相對(duì)論中的引力方程有兩部分：一是線性方程，二是非線性方程。目前，張首晟等人已推導(dǎo)出線性方程，下一步若推導(dǎo)出非線性方程，則意味著“大功告成”，即將現(xiàn)代物理學(xué)的三大支柱———量子力學(xué)、狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論統(tǒng)一起來，從而建立起“大統(tǒng)一場(chǎng)理論”。但張首晟強(qiáng)調(diào)說：“要推導(dǎo)出非線性方程，還是會(huì)遇到很多預(yù)料不到的困難，特別是一些數(shù)學(xué)問題�！�

　　記者問：“許多科學(xué)家都在努力進(jìn)行這一研究工作，但這又是十分困難的工作，你什么時(shí)候想到做這一理論研究工作的？”

　　張首晟回答說：“我目前是清華大學(xué)長(zhǎng)江計(jì)劃的訪問學(xué)者，去年7月回到清華大學(xué)講課，并開辦了一個(gè)學(xué)習(xí)班以邀請(qǐng)優(yōu)秀科學(xué)家來講學(xué)。就在學(xué)習(xí)班期間，我想起要完成這件有趣的研究工作�！�

　　張首晟教授的主要研究領(lǐng)域包括高溫超導(dǎo)、量子霍爾效應(yīng)、自旋電子學(xué)、強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)等，他的代表性工作為高溫超導(dǎo)的SO(5) 理論、4維量子霍爾效應(yīng)、室溫?zé)o耗散自旋流等等，在國(guó)際相關(guān)研究領(lǐng)域里有較大的影響，迄今為止，他在Science雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)論文3篇，在Phys. Rev. Lett. 雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，其論文被他人引用3000 多次。