一个物理学家留下的，不只是奖项，还有一套看世界的方法
2018年12月1日，张首晟走了，55岁。家人后来发了一份声明，提到他一直在和抑郁症对抗。消息传开那天，很多人才第一次知道有这样一位科学家，而且他的简历也让人惊叹。
1963年他出生在上海，祖籍江苏高邮。1978年，15岁的他连高中都没读过，直接考进复旦大学物理系。1980年去德国柏林自由大学，1983年到纽约州立大学石溪分校读博士，导师是杨振宁。后来他成了斯坦福大学终身教授，也是中国科学院外籍院士和美国科学院院士。
在凝聚态物理这个行当里，他做了两件足以写进教科书的事。一件是提出量子自旋霍尔效应和拓扑绝缘体理论，2007年被《科学》杂志评为当年全球十大科学突破之一。另一件是2017年，他参与的团队宣布找到了马约拉纳费米子，他给它取名叫“天使粒子”。欧洲物理奖、狄拉克奖、巴克莱奖、富兰克林奖，这个领域里叫得上名的奖，他几乎拿了个遍。杨振宁对他的评价只有一句，迟早要拿诺贝尔奖。
但我不想只讲这些奖项。奖是结果，真正让人着迷的，是他看世界的那套方法。你会发现，一个顶尖物理学家脑子里装的东西，远不止物理。
如果要找一个入口，最好的是他给斯坦福学生出过的一道题。他开过一门课，名字叫《信封背面的科学》，只招18个人。上课第一天，他问：假设世界末日到了，诺亚方舟上只能带一对动物和一个信封，信封背面可以写下全部人类知识，你会写什么。他还特意叮嘱，别急着下笔，因为你写下的那几行字，就是洪水退去之后人类重建文明的基石。
先说天使粒子
传统观念里，有粒子就必有反粒子。1928年，狄拉克预言每个基本粒子都有对应的反粒子，这个预言很快被实验证实。到了1937年，意大利物理学家马约拉纳又提出一种可能：也许存在一类粒子，它自己就是自己的反粒子。为了找这种粒子，物理学界找了八十年。
张首晟的团队从2010年到2015年，连续发表论文，指出手性马约拉纳费米子应该藏在一种混合器件里，也就是量子反常霍尔绝缘体薄膜，加上常规超导体薄膜。2017年7月，加州大学洛杉矶分校的实验团队在《科学》杂志上发文，宣布首次观测到了它，张首晟是论文的通讯作者之一。
有意思的是他给这个粒子起的名字，天使粒子。按他自己的说法，传统观念里总是有阴必有阳、有粒子必有反粒子，而马约拉纳费米子打破了这种二元对立，它属于一个只有天使、没有魔鬼的世界。
这听起来像浪漫，其实不全是。往深了想，这个名字背后是一种态度：宇宙并不总是对称的，我们习以为常的那种一对一，可能只是局部规律，远不是终极真理。
而这种自己就是自己的怪脾气，恰恰是量子计算机最想要的东西。把量子比特拆成两半，分别放在相隔很远的两个马约拉纳费米子上，环境里的噪声就很难同时用同样的方式干扰它们，原本脆弱易碎的量子信息，一下就变得稳固。
再说区块链
2018年前后，区块链最热的那阵子，所有人都在谈币价，张首晟谈的是另外一件事。他把整个区块链的理念概括成一句话，In Math we trust，翻过来就是，我们的信任，建立在数学之上。
在他看来，区块链的本质不是炒币。过去我们讲信任，靠的是权威，靠的是中心机构。区块链换了个思路，用公开的数学算法，让大家一起维护同一个账本。他还用物理学打了个比方：一堆杂乱无章的磁铁，到了铁磁状态，指针会齐刷刷指向同一个方向，这就是达成共识。而从物理上讲，达成共识是熵减，熵减就必然要把熵排到周围去，所以挖矿消耗能量不是浪费，是必须付的代价。
他往前多想了一步，想到了人工智能。AI要进步，就得吃数据，可数据都攥在少数中心化平台手里，提供数据的人拿不到什么好处，也就没有动力。区块链能造出一个去中心化的数据市场，让数据变成资产。更妙的是他对少数派价值的判断：一个模型的准确率从九成提到九成九，它缺的不是已经学过的数据，而是最不一样的数据。而最不一样的数据，往往就握在少数派手里。
所以在他那里，一个数据市场不只是技术，还能让社会更公平。这句话不是煽情，里面是有数学逻辑的。
回到那个信封
他自己的答案是这样的：万物由原子构成，大道至简，笔胜于剑，市场是无形的手，适者生存。
短短几行，其实分成了三块。一块是科学，用简单去解释复杂，这是希腊文明留下的最厉害的思想方法。一块是人文，笔胜于剑，用剑征服的世界很快会崩溃，用笔创造的文明才能长久，亚历山大打下的帝国没撑多久，但亚历山大图书馆里的思想一直活到今天。还有一块是经济与生物，市场是看不见的手，适者生存。
你会注意到，他给出的几乎都是元知识，不是具体结论，而是判断哪些结论值得留下的能力。他说过一句话，很多人夸别人厉害，就说是专家，其实专家不牛，能把大道理用最简单的话讲出来，让人人都听得懂，那才叫牛。
他还特意补了一句：上面这些都是西方留下的思想，中国几千年文明里，哪一句该写在信封背面。他的答案是四个字，大道至简。你细想会发现，这两句话其实是一件事，都是要用简单去理解复杂。
关于品味
那么，一个人凭什么能在关键时刻选对方向。张首晟的答案有点反直觉，他说靠品味。
他讲过导师杨振宁的一门课，叫《理论物理里选择的问题》。这门课的内容，随便哪所大学的物理系都能学到。但他说，这门课真正的意义，不在于讲了什么，而在于为什么选这些来讲。一张讲课清单，暴露的是一个人的品味。有些知识学了没什么启发，有些知识美得像诗，那张单子他记了一辈子。
在他看来，当一个人的能力到了一定的层次，决定他还能不能往上走的，已经不是技术本身，而是选择方向的眼光和品味。那品味从哪来。他的答案有点出人意料，来自人文素养的长期积累，读历史，读哲学，看艺术。这些东西看起来跟物理没关系，但它们会在你站在路口的时候，帮你做出对的判断。
这一点值得多说一句。很多人以为专业能力就是一切，其实专业能力决定你能不能上场，品味决定你往哪个方向跑。方向错了，跑得越快，偏得越远。
人生要留下什么
张首晟十八岁在德国留学的时候，也迷茫过。身边的同学一个个改行去做更务实的工作，他自己也在犹豫，要不要接着做这个很难出成果的理论物理。
有一天他去了哥廷根，那里葬着高斯、希尔伯特这些科学巨匠。他看到了那些墓碑。每一块朴素的墓碑上，都刻着主人生前发现的那道公式。
那一刻他被击中了。一个人一生无论有多少辉煌时刻，最后留下的，可能就是这么一块石头和一道公式。而在他眼里，那些刻着公式的墓碑，比金字塔还要宏伟。也就在那一天，他确定了自己这一生要做什么。
后来他说，人生的意义，在于留下可以永久保存的信息。血肉之躯总会消逝，但一个人创造的知识，可以和人类文明一起活下去。你听出来了，这不是鸡汤，这是一个物理学家对信息的理解。
第一性原理
他还有一套反复讲的方法，叫第一性原理。简单说，就是别停在表象上，一层一层往里剥，剥到最底层那个不能再拆的事实，再从那里重新往上推，用最简单的原理，去解决最复杂的问题。
他把物理学这一套，直接搬到了投资里。他创办丹华资本，丹取自斯坦福，华取自中华，想做一座连接硅谷和中国的桥。别人投资看的是风口和类比，什么火就追什么。他看的是，这件事最底层的事实是什么，逻辑到底站不站得住。
他甚至给自己的墓志铭都选好了，就一句话，按第一性原理思维。
关于客观世界的那场争论
最后说一个特别容易被误读的观点。
有人问过，张首晟是不是认为客观世界不存在。这个说法其实不准确。他从来没有说过外部世界不存在。他真正想表达的，是一个完全独立于观察者的客观世界，在量子力学的意义上，本身就是个伪命题。
他在谈海森堡测不准原理的时候说过，观察者和被观察的对象之间会发生相互作用，所以我们没办法把主观和客观彻底切开，也没办法无穷精确地去认识这个世界。
更准确地说，他讲的是三层意思。第一，客观世界不是不存在，而是我们没办法把它和观察者完全分开来看。第二，所谓纯粹客观、完全独立于主观的世界，是没法被直接验证的，把它当成一个绝对命题，本身就站不住。第三，科学是有边界的，测不准原理告诉我们，有些物理量没法同时被无限精确地确定，所以别迷信科学万能。
你看，他反对的是那种绝对客观、完全脱离主观的旧观念，而不是否认物质世界本身。这恰恰是一个科学家最难得的品质，懂得越多，越知道自己的边界在哪里。
