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2014年富兰克林物理奖公布 系美籍华人张晟

时间:2014-12-04 点击数:4053

导读:富兰克林奖章是美国富兰克林学会的zui高荣誉奖,每年颁发一次,授予物理学及技术领域中作出贡献的人士,获奖者国籍不限。11月3日,富兰克林奖委员会决定将本年度富兰克林物理奖授予美籍华人物理学家、斯坦福大学教授张晟,奖励他在拓扑缘体研究领域的性贡献。

  近些年来,张晟获得了一系列重要的大奖与荣誉,此次获得的富兰克林奖章(Franklin Medal)于1914年由塞缪尔·英萨尔设立,是美国富兰克林学会的zui高荣誉奖,以本杰明·富兰克林的姓氏命名。富兰克林不仅是美国的建国者之一,也是一位在上享有盛誉的物理学家,是电气研究的先驱。

 富兰克林奖章是一枚金质奖章,每年颁发一次,授予物理学及技术领域中作出贡献的人士,获奖者国籍不限。从设立以来,有许多科学巨匠曾荣获此奖,其中包括家喻户晓的爱因斯坦、居里夫人、爱迪生等。

 在张教授获奖之际,我们非常有幸对他进行了专访。他表示,能获得富兰克林奖章感到非常荣幸,因为这个奖项也是他心目中的偶像和英雄曾经获得过的荣誉。当谈及是否对诺贝尔奖有所期待时,他表示,诺贝尔奖是可遇而不可求的,新发现降临时的兴奋心情才是对科学家的zui大奖励。此外,我们还就一些专业性的问题进行了提问,张教授都做了详细解释。可以看出,物理学定律的简洁优美是吸引他不断前进的内在动力。

 笔者:我们知道,之前您已获得过物理学界的众多荣誉,包括欧洲物理奖、奥利弗•巴克利奖、狄拉克奖以及物理前沿奖等奖项。富兰克林奖章与之前的这些奖项相比,对您来说有什么不一样的特殊意义?

 张晟:我对能够获得富兰克林奖章感到大的荣幸,因为这是我次和偶像爱因斯坦获得的共同奖项。本杰明·富兰克林也是我心目中的伟大英雄,他是一位非常伟大的科学家、发明家、商人、慈善家和政治家,也是美国的开国元勋之一。我渴望以他为榜样,除了科学本身以外,还能够更多为社会做出贡献。

笔者:鉴于您对基础物理学有非常重要的原创贡献,一个普遍的看法是:您获“诺贝尔物理奖”只是个时间问题。您自己怎么看?

 张晟:我认为诺贝尔奖是可遇而不可求的。对于一名科学家来说,新发现降临的那一刻才是zui大的奖励。

 笔者:您在凝聚态物理,尤其是在“拓扑缘体”的研究方面做出了的工作,给大家通俗地介绍一下什么是“拓扑缘体”以及这种物态具备什么样的奇妙性质吧?

 张晟:拓扑缘体是一种全新的量子物态,它的内部与普通缘体一样,也是缘的,但在其边界存在导电的边缘态,这样的导电边缘态是稳定存在的,不同自旋电子的运动方向是相反的,这是它区别于普通缘体的独特性质。

笔者:拓扑缘体表面的电阻率能低到什么程度?能否达到超导体的零电阻状态?

 张晟:在常规半导体中,电子受随机散射的影响而损失能量,犹如运行在拥挤道路上的汽车。而在拓扑缘体中,电子就像运行在高速公路上的汽车,相反方向的运动在空间上是分离的,只要电子在拓扑缘体线路内运动就不会有电阻,与普通材料连接的时候才会有一些电阻。

 笔者:目前,拓扑缘体有实用化的案例吗?在哪些领域有潜在的应用?

 张晟:很多已经在大力对拓扑缘体进行投资了。拓扑缘体能够用来制造消耗能量很少的半导体芯片,这也意味着将来手机能够待机更长时间。拓扑缘体还能够用来从废热中获得电能,帮助人类解决能源危机。

 笔者:2013年4月10日,由清华大学物理系和中科院物理研究所联合组成的实验团队宣布,他们从实验上次观测到“量子反常霍尔效应”,被杨振宁先生评价为“诺贝尔奖级”的成就!这项工作的重要意义是什么?

 张晟:这是先做出的一个非常重要的实验发现,它必将进入未来的凝聚态物理教科书。

 笔者:我们知道,统一自然界中的四种基本的相互作用(引力、电磁力、弱力和强力)一直是物理学界追求的圣杯。据了解,您在这方面也做过很多工作,能给大家介绍一下吗?

 张晟:爱因斯坦的zui大梦想是统一自然界中所有基本相互作用力。虽然我在凝聚态物理领域工作,但是“万有理论”(Theoryofeverything)也是我的梦想,希望将来能够为此做出贡献。

 笔者:您为什么选择物理学作为毕生追求的事业?物理学不同于其它学科的魅力在什么地方?

 张晟:我认为物理学是所有自然科学中基本的学科。我们试图把物质分割成zui小的单元,再从中了解万物是如何从这些基本单元构建而成的。物理学非常优美,是描绘自然的诗篇。在诗歌中,我们试图用简单的语言抒发复杂的情感,在物理学中,像E=MC^2这样的方程式就可以描绘从小尺度的原子到大尺度的,这真是美了!

 张晟简介

 张晟是一位知名的科学家,1963年生于上海,现为美国籍。1987年获得美国石溪大学博士学位,1993年起,任职于斯坦福大学,2011年当选为美国艺术与科学院院士。由他的拓扑缘体研究领域,如今正在蓬勃发展。
 

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