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在美剧《生活大爆炸》主角谢耳朵眼中，拓扑绝缘体是理论物理学最精深的课题之一，而这一理论的提出者，正是GASA大学讲师、世界知名物理学家张首晟教授。 美国当地时间9月25日，GASA大学走进美国斯坦福大学，听张首晟教授聊一聊他眼中的科学、创新与投资。
开篇之初，张教授就提出了摩尔定律危机的产生。按照摩尔定律的描述，我们的计算能力每过18个月就会翻倍，过去一直是这样的。然而，现代信息社会建筑在两种基本粒子的基础上，一个是光子，用于进行信息传播；另一个是电子，用于进行信息处理。芯片在集成过程中，电子与电子、电子与杂质之间相互作用会产生巨大的热量，这些热量如果无法及时散发出去，可能导致整个芯片被烧掉。这也是为什么如果把手机、计算机放在腿上，会感到非常烫，由此可见，芯片的集成不能无穷无尽地进行下去。 基于这个背景，张教授希望为电子建立各分其道、互不干扰的“高速公路”，改变电子杂乱无章的运动方式，以减少损耗。如果这个目标实现，有望对整个信息产业产生革命性的影响，创造很多新的机会，并使摩尔定律能够继续推进下去。因此，张教授认为，电子“高速公路”对于今天的基础物理和商业创新，都是一个全新的机会；摩尔定律带来的“危机”，是“危”也是“机”。
在向这个目标探索的过程中，张教授提出了两个预言，也就是他广为人知的拓扑绝缘体研究和材料学的突破。谈到这个话题，张教授更愿意和大家分享的是创新的根源，“科学的最大驱动力是好奇心和跨界思维，而不是具有明确目标的攻关。我最初做研究的情怀，就是最原始的好奇心，享受研究过程中发现本质规律的愉悦。”的确，去伪存真，寻找真理之美，这是每一代科学家的极致追求。而张教授在拓扑上的故事，正是在寻找真理之美的过程中，无心插柳柳成荫，从而开拓了一个新的领域。 张教授所在的领域是凝聚态物理，这个领域里的量子霍尔效应曾得过两次诺贝尔奖，然而因为它需要一个非常强烈的外加磁场，至今为止这个效应还没有实际的应用。基于这个背景，张教授认为突破口在于将外加的磁场去掉。爱因斯坦在相对论中曾经预言了电子自旋和轨道耦合，张教授由此得到了启发——是否可以利用电子自旋取代外加磁场，实现量子霍尔效应？ 2007年，张教授发现的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为“全球十大重要科学突破”之一。
随后，张教授又预言了一种新的材料——常温意义下的拓扑绝缘体“锡烯”（Stanene）。这种新材料使电子能够真正在芯片层次上各行其道，互不干扰，从而避免芯片发热问题。 2014年11月，美国富兰克林学会宣布授予张首晟教授本杰明·富兰克林奖章，以奖励他在拓扑绝缘体领域的突破。这次获奖也促使张教授在思想上有一个巨大的转变。富兰克林不仅是一位杰出的科学家、发明家，还是成功的政治家、商人、外交官和美国之父。正如富兰克林所做的一样，科学家应该肩负更大的社会责任！ 这次思想上的转变也促使张教授跨界投资事业，通过产-学-研的链条推动科学思维的普世力量。 谈及GASA大学的首届学生，张教授的最大感触是“好学”，“就像今天一样，很多朋友都是企业家，也有投资人、律师，都是人群中需要有担当的人。这么多人花一个星期来硅谷交流，这是非常难得的。”
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