開啟新方向：人工智能預(yù)言新材料

專訪 | 張首晟 美國(guó)斯坦福大學(xué)終身教授、美國(guó)科學(xué)院院士、中科院外籍院士 2017年度中華人民共和國(guó)國(guó)際科學(xué)技術(shù)合作獎(jiǎng)獲得者

“國(guó)內(nèi)近些年在量子計(jì)算方面取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，一些科學(xué)家也取得了很好的科研成果，還需要更多從0到1這樣一個(gè)原創(chuàng)的過(guò)程?！?1月8日，美國(guó)斯坦福大學(xué)終身教授、美國(guó)科學(xué)院院士、中科院外籍院士張首晟，在獲得2017年度中華人民共和國(guó)國(guó)際科學(xué)技術(shù)合作獎(jiǎng)獲之后接受新浪科技采訪時(shí)說(shuō)。

作為凝聚態(tài)理論物理領(lǐng)域杰出的科學(xué)家之一，張首晟多年來(lái)積極參與中國(guó)科研機(jī)構(gòu)的合作，他積極參與和中國(guó)科研院所的合作，直接促成中國(guó)在量子反?；魻栃?yīng)、拓?fù)浣^緣體以及新近的外爾半金屬等領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位，為我國(guó)相關(guān)科研領(lǐng)域和國(guó)際前沿研究之間架起一座橋梁。

與中國(guó)合作：發(fā)揮橋梁作用達(dá)到雙贏

中國(guó)近年來(lái)非常重視海外人才的引進(jìn)，大批學(xué)者通過(guò)“***”等人才項(xiàng)目建立了與中國(guó)科研機(jī)構(gòu)的合作，或歸國(guó)擁有國(guó)內(nèi)高校的教授身份。2009年，張首晟入選 “***”，并被清華大學(xué)特聘為教授，在楊振寧先生創(chuàng)辦的高等研究院工作?！爸袊?guó)對(duì)科學(xué)越來(lái)越重視， GDP相當(dāng)大的比重都投入到科學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)家也越來(lái)越被尊重，而且中國(guó)的教育根基非常好?！?在清華做研究時(shí)，張首晟遇到了很多理論物理基礎(chǔ)研究扎實(shí)的學(xué)生，這讓他非常欣喜，“我希望自己能把橋梁作用發(fā)揮好，培養(yǎng)出更多人才，為中國(guó)科學(xué)進(jìn)一步發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。”

多年與國(guó)內(nèi)的合作十分成功，在清華工作期間，張首晟理論預(yù)言了量子反?；魻栃?yīng)的實(shí)現(xiàn)方案， 與薛其坤等合作，首次在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)。另外，張首晟通過(guò)與中科院物理所合作，認(rèn)證Bi2Se3，Bi2Te3，Sb2Te3摻入3d磁性元素是實(shí)現(xiàn)磁性拓?fù)浣^緣體的最佳方案，并通過(guò)理論計(jì)算確認(rèn)這是實(shí)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)的理想材料。

2017年7月，張首晟與其他幾位華人科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)“天使粒子”，這是繼“上帝”粒子、中微子、引力子之后量子物理的又一里程碑發(fā)現(xiàn)。張首晟透露，團(tuán)隊(duì)正在驗(yàn)證使用“天使粒子”做量子計(jì)算的設(shè)想，目前正在做拓?fù)淞孔佑?jì)算方面的研究，“國(guó)際上目前最前沿的研究是量子計(jì)算糾錯(cuò)，希望利用拓?fù)淞孔佑?jì)算原理后，每一個(gè)量子比特都不會(huì)犯錯(cuò)，能夠獨(dú)自運(yùn)行。如果實(shí)現(xiàn)的話，量子計(jì)算將帶來(lái)革命性突破，未來(lái)也將致力于與中國(guó)科研機(jī)構(gòu)合作改變量子計(jì)算的拓展局限性。目前已在斯坦福大學(xué)成立了拓?fù)淞孔游锢?a target="_blank">中心，未來(lái)希望能在國(guó)內(nèi)合作建立實(shí)驗(yàn)中心，讓科學(xué)理論設(shè)想能夠得到先進(jìn)儀器的驗(yàn)證?！?/p>

據(jù)張首晟介紹，如果實(shí)驗(yàn)中心建成的話，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)部分將在斯坦福大學(xué)完成，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證部分會(huì)在國(guó)內(nèi)進(jìn)行，最終的成果共享，實(shí)現(xiàn)共贏。

開啟新方向：人工智能預(yù)言新材料

人類每一個(gè)重大的歷史時(shí)期都會(huì)用材料來(lái)命名，比如舊石器時(shí)代，新石器時(shí)代，青銅器時(shí)代等，說(shuō)明材料對(duì)人類的發(fā)展起到很大作用，但以往的材料都是在偶然機(jī)會(huì)下才發(fā)現(xiàn)的，而像拓?fù)浣^緣體材料確實(shí)在理論上預(yù)言的。張首晟團(tuán)隊(duì)目前正在研究一個(gè)非常新的方向：利用人工智能來(lái)預(yù)言新材料，包括無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料，甚至是一些小分子藥物材料，希望能給精準(zhǔn)醫(yī)療帶來(lái)長(zhǎng)足的發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人類疾病的精準(zhǔn)治療和有效預(yù)警。張首晟稱目前這些研究正在斯坦福大學(xué)開展，以后會(huì)考慮與國(guó)內(nèi)合作。

身兼多職：風(fēng)險(xiǎn)投資人

除了理論物理學(xué)家，張首晟另一個(gè)廣為人知的身份是風(fēng)險(xiǎn)投資人。

張首晟介紹說(shuō)，之前在斯坦福大學(xué)有過(guò)投資成功的經(jīng)驗(yàn)，加上被中國(guó)的“雙創(chuàng)”計(jì)劃所吸引，2013年9月，張首晟與自己的學(xué)生谷安佳一起，創(chuàng)立了丹華資本?！暗ぁ比≈谒固垢tanford，“華”取之于中華，丹華的理念是把科學(xué)前沿和投資聯(lián)系起來(lái)，搭建中國(guó)與美國(guó)交流的橋梁。丹華目前很多投資都投在了前沿科技例如人工智能方向。

回顧起自己的人生經(jīng)歷，張首晟覺得自己非常幸運(yùn)。15歲跳級(jí)考入復(fù)旦大學(xué)物理系，大二時(shí)被國(guó)家選派到德國(guó)留學(xué)，經(jīng)過(guò)多年努力如愿以償成為了楊振寧先生的弟子。張首晟說(shuō)，對(duì)于國(guó)家授予他這個(gè)獎(jiǎng)，他心中充滿了感激之情，莊嚴(yán)的國(guó)徽獎(jiǎng)?wù)录?lì)著他為中美科技進(jìn)步做出更大貢獻(xiàn)。

在采訪結(jié)束時(shí)，張首晟笑稱，自己現(xiàn)在54歲，感覺人生才剛剛開始，他要把自己一生的精力都貢獻(xiàn)給中國(guó)的科技發(fā)展。（郭祎 河雨）

采訪實(shí)錄：

問：為什么會(huì)頒給您國(guó)際科學(xué)技術(shù)合作這個(gè)獎(jiǎng)？