张首晟的人生常被几个醒目的数字概括：15岁进入大学，24岁取得博士学位，30岁进入斯坦福任教，随后跻身国际凝聚态物理前沿。他受到杨振宁长期关注，也曾多次进入诺贝尔奖热门人选的讨论范围。可在学术声望依旧很高的时候，他的人生却在55岁戛然而止。若只看到“天才”和“自杀”两个标签，很容易忽略其中长达数十年的科研积累，以及他真正留给物理学界的东西。
1963年，张首晟出生于上海。少年时代，他表现出的突出特点首先不是考试成绩，而是很强的自学能力。中学阶段，他已经自行接触大量数学、物理以及文学类读物。1978年恢复高考后的第二年，15岁的张首晟参加考试并进入复旦大学物理系。对一个尚处于普通中学生年龄的少年而言，大学物理意味着数学分析、力学、电磁学等一系列更加系统的训练，他却很快适应了这种学习节奏。后来回顾自己的成长经历时，他多次强调跨学科学习的重要性，认为快速进入一个陌生领域，是科研工作中非常重要的能力。
进入复旦不久，张首晟获得赴德国学习的机会。1980年，他前往柏林自由大学，1983年完成本科学业。此后，他又赴美国纽约州立大学石溪分校攻读博士。当时的石溪拥有很强的理论物理研究传统，杨振宁长期在那里任教。张首晟最初研究的是高能物理和超引力，博士导师是彼得范纽文赫伊曾。高能理论需要极强的数学训练，这一阶段打下的基础，后来并没有因为他改变研究方向而失去作用。相反，他日后能够把量子场论中的概念引入凝聚态问题，与早年的训练直接相关。
杨振宁对这个年轻学生产生了重要影响。张首晟不仅听过杨振宁的课程，也经常从他那里获得关于研究方向的建议。博士学习后期，张首晟逐渐从超引力等高能理论转向凝聚态物理。美国物理学会整理其学术经历时明确提到，杨振宁的建议是促使他完成这一转向的重要因素之一。凝聚态研究与具体材料和实验联系紧密，理论是否有效，往往能够较快接受实验检验，这一点后来成为张首晟科研工作的鲜明特点。
1987年，24岁的张首晟获得博士学位，随后先后从事博士后研究，并进入IBM阿尔马登研究中心工作。他没有简单放弃过去学习的量子场论，而是开始尝试用这些理论工具解决电子体系中的复杂问题。早期研究中，他参与建立分数量子霍尔效应的场论描述，又对高温超导、量子霍尔系统、自旋电子学等课题展开研究。这种跨领域能力使他的研究逐渐形成个人特色：面对复杂材料，他倾向于寻找能够统一描述其性质的数学结构。
1993年，张首晟进入斯坦福大学物理系任教，此后长期同时参与应用物理、电气工程等领域的研究。真正让他成为国际凝聚态物理代表性人物的，是进入21世纪后的拓扑物态研究。2006年，他与合作者从理论上提出碲化汞量子阱可以实现量子自旋霍尔效应。不到一年，德国实验团队就在相关材料中观察到了预言中的现象。理论模型如此迅速得到实验证明，使这一研究方向迅速受到世界各地物理团队关注。
此后，张首晟团队又研究三维拓扑绝缘体，并提出Bi2Se3、Bi2Te3等材料是寻找这种特殊量子物态的重要候选体系。所谓拓扑绝缘体，可以简单理解为材料内部表现出绝缘性质，边缘或表面却存在特殊导电状态，而且这些状态受到拓扑性质保护。理论和实验很快相互推动，拓扑绝缘体由少数学者讨论的概念成长为凝聚态物理的重要研究领域。斯坦福和SLAC后来总结这段历史时指出，张首晟属于该领域最主要的开拓者之一。
张首晟与中国科研团队的合作同样留下了重要成果。2009年前后，他开始与清华大学薛其坤团队以及中科院物理所科研人员深入合作。在理论工作基础上，方忠、戴希、张首晟等研究人员提出，通过在特定拓扑绝缘体材料中引入磁性元素，有可能得到量子反常霍尔效应。实验人员随后需要解决材料纯度、薄膜生长、磁性调控以及极低温测量等一系列技术难题。2013年，清华大学与中科院物理所团队首次在实验中观测到量子反常霍尔效应，相关成果发表于《科学》。中科院后来总结这一成果时，也明确记录了张首晟参与的理论与材料设计工作。
正是这些连续取得的成果，使杨振宁对张首晟给予了很高评价。两人的关系早已不只是大学课堂里的授课教师和学生。张首晟从石溪时期接受杨振宁指导，到后来自己建立研究团队，又成长为斯坦福教授，两人的学术联系延续多年。张首晟还十分重视学生培养，他的多名学生后来进入世界知名大学和研究机构继续从事理论物理研究。杨振宁欣赏他的原因，也不仅在于少年成名，而在于张首晟能够提出可以被实验检验的重要理论问题。
随着拓扑绝缘体研究影响扩大，张首晟得到的国际奖项不断增加。2010年，他获得欧洲物理学奖；2012年获得美国物理学会奥利弗巴克利凝聚态物理奖，同年又与邓肯霍尔丹、查尔斯凯恩共同获得国际理论物理中心狄拉克奖章。2015年，他因拓扑绝缘体方面的工作获得本杰明富兰克林物理学奖章，并当选美国国家科学院院士。斯坦福公布的信息显示，这些奖励集中指向量子自旋霍尔效应和拓扑绝缘体等研究成果。
2013年，张首晟当选中国科学院外籍院士。当时中国科学院公布的名单将他的专业领域明确列为凝聚态和材料物理。2017年度，他又获得中华人民共和国国际科学技术合作奖。科技部介绍其贡献时提到，他在量子自旋霍尔效应、拓扑绝缘体、拓扑超导以及高温超导等多个方向取得突出成果，同时长期参与中国科研机构与国际团队之间的合作。
在这样的学术背景下，张首晟逐渐成为媒体和学界讨论诺贝尔物理学奖时反复出现的名字。2014年前后，他与查尔斯凯恩、劳伦斯莫伦坎普等人因量子自旋霍尔效应及拓扑绝缘体研究进入诺奖预测名单。对科学家而言，被预测获奖当然不等同于真正得到诺贝尔奖，但能够进入这一范围，本身说明相关工作已拥有很高的国际认可度。张首晟当时只有五十岁左右，研究仍在继续，外界因此普遍认为他的学术生涯还有很大的发展空间。
除了继续进行基础研究，张首晟还开始把部分精力投入科技创业和风险投资。2013年前后，他参与创办丹华资本，希望把高校中的前沿科技成果与产业投资连接起来。投资领域包括人工智能、大数据、生物技术和其他新兴科技。张首晟过去已经有过科技企业投资经历，因此这种跨界并非突然出现，只是从一名投资者转变成了投资机构的创办者。与此同时，他仍保留斯坦福教授身份，继续参与学术研究和学生培养。
2018年之前，张首晟在公众视野中仍保持相当活跃的状态。2018年1月，中国科技部门公布国际科学技术合作奖获奖名单时，他仍以斯坦福大学教授、美国国家科学院院士和中国科学院外籍院士的身份受到介绍。此时距离他去世还不到一年，从公开履历看，他依旧处在事业的重要阶段。
变化来得非常突然。
2018年12月1日，张首晟在美国旧金山去世，终年55岁。消息公布后，斯坦福大学、美国物理学会以及国际理论物理中心等机构相继发布悼念文章。家属公开说明，他此前长期受到抑郁症困扰。美国物理学会随后记录称，相关新闻机构根据家属确认报道，张首晟死于自杀。公开资料并没有公布具体方式，也没有证据能够把他的死亡简单归因于某一项科研工作、某一次投资活动或者某一个外部事件。
他的突然离世之所以引起巨大震动，与此前形成的反差有关。一个15岁进入复旦、24岁获得博士学位，后来成为斯坦福教授，并在拓扑物态研究中连续作出重要理论预言的科学家，在55岁这一仍可以继续工作的年龄离开了世界。此前围绕他的诺贝尔奖预测也由此停止。诺贝尔奖不是衡量科学贡献的唯一标准，对张首晟而言，那些已经发表、已经获得实验支持并且继续被科研人员使用的理论成果，比任何未能兑现的奖项预测更加确定。
他的去世也没有使相关研究中断。2019年5月，斯坦福大学举办张首晟纪念学术研讨会，多位凝聚态物理学家和他的合作者、学生参加会议，对他在量子霍尔效应、高温超导、拓扑绝缘体和拓扑超导等方向上的工作进行系统回顾。后来出版的张首晟纪念文集，也是在这次会议材料基础上整理形成。研究者在回顾他的科研道路时反复提到一个特点：他善于从复杂现象中抽取简单理论，又能够进一步指出实验应该到什么材料中寻找相应现象。
张首晟昔日培养和合作过的一批年轻研究者也继续活跃在凝聚态物理领域。他留下的拓扑场论、量子自旋霍尔效应以及拓扑绝缘体理论并没有停留在论文中，而是进入后来大量材料研究和实验设计之中。拓扑超导、马约拉纳态、磁性拓扑材料以及量子反常霍尔体系，都与他生前关注的问题存在紧密联系。
特别值得注意的是，研究重点已经从“这种量子状态是否存在”，进一步走向如何控制它、提高工作温度、降低耗散以及寻找新的材料平台。2026年的相关研究还在探索轴子绝缘体、磁性拓扑体系以及更多可调控的量子反常霍尔状态。回头看张首晟2006年前后的工作，可以看到科研问题已经发生明显变化：当年的任务是证明理论预言能够在真实材料中出现，现在研究者则开始思考怎样把这些特殊量子性质变得更加稳定和可利用。
张首晟没能看到这些后续发展，也没有等到外界曾经期待的诺贝尔奖。可从少年求学，到接受杨振宁指导，再到开拓拓扑物态研究，他已经完成了从学生到国际一流理论物理学家的转变。55岁的离世给这段人生留下令人遗憾的终点，但科学成果并不会随着个人生命停止。直到今天上海股票配资平台，拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应仍在实验室里不断产生新的结果，这或许才是理解张首晟一生时最值得留下的部分。
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