静心探索重要的基础科学问题不求“短平快”70后物理学家翁红明******
翁红明在讲解电子运输理论。
田春璐摄
人物简介:
翁红明,1977年出生,现为中国科学院物理研究所凝聚态理论与材料计算实验室研究员、博士生导师。主要致力于凝聚态物理计算方法和程序的开发以及新奇量子现象的计算研究,成果入选2015年度中国科学十大进展、英国物理学会《物理世界》2015年度十大突破、美国物理学会《物理评论》系列期刊创刊125周年纪念文集等。
在中科院物理研究所(以下简称“物理所”)的年轻人里,研究员翁红明是小有名气的一位。就在刚刚过去的2022年,他因在数学物理学领域的杰出贡献,获得第四届“科学探索奖”。
在国际计算凝聚态物理研究领域,翁红明成果颇丰。其中最为人称道的,是他和同事们合作首次在固体中观测到外尔费米子和三重简并费米子的准粒子。这是国际上物理学研究的重要科学突破,对拓扑电子学和量子计算机等颠覆性技术的诞生具有非常重要的意义。
自由思考、厚积薄发,真正对人类文明有所贡献
1928年,英国物理学家保罗·狄拉克提出了描述相对论电子态的狄拉克方程。1929年,德国科学家赫尔曼·外尔指出,当质量为零时,狄拉克方程描述的是一对重叠的具有相反手性的新粒子,即外尔费米子。这种神奇的粒子带有电荷,却不具有质量,因而具有确定的手性(指一个物体不能与其镜像相重合,如我们的双手,左手与右手互成镜像,但不能重合)。
但是80多年过去了,科学家们一直没有能够在实验中观测到外尔费米子。直到2015年1月初,中科院物理所方忠研究员带领的研究组与普林斯顿大学研究小组合作,从理论上预言了在以砷化钽为代表的一批材料中存在着外尔费米子。此后,这个理论预言经过实验得到了进一步验证。
在研究过程中,翁红明发挥了至关重要的作用。他从发表于1965年的一篇实验文献中受到启发,并通过第一性原理计算,初步认定砷化钽晶体等同结构家族材料可能是无需进行调控的、本征的外尔半金属。这类材料能够合成,没有磁性,没有中心对称,是实验制备、检测都非常便捷的绝佳材料。
翁红明说:“这一发现的难度在于,从众多材料中找到合适的对象犹如大海捞针,必须对外尔费米子和材料物理特性都有相当认识才行。”
在外尔费米子被发现的一年后,翁红明和同事们又进一步“预言”:在一类具有碳化钨晶体结构的材料中存在三重简并的电子态。
2017年6月,这个新预言被实验证实,三重简并费米子被首次观测到。这是物理所科研团队继拓扑绝缘体、量子反常霍尔效应、外尔费米子之后,在拓扑物态研究领域取得的又一次重要突破,引起国际物理学界广泛关注。
成绩源于多年的深耕积累。翁红明很享受在物理所工作的经历:“这无关荣誉,我找到了更感兴趣、更加深入的研究领域和方向。”
自由思考、厚积薄发,一直是翁红明喜欢的学术氛围。他所追求的不是多发表文章,而是能攀登科学高峰,真正对人类文明有所贡献。
科研仅靠一个人或一个小组的力量是不够的
作为理论物理学家,翁红明专攻量子材料的计算和设计。
物理学通常分成两大类,即理论物理和实验物理。理论物理通过理论推导和公式推算得出的结论被称为“预言”,“预言”必须通过实验验证才能成为国际公认的科学事实。
在翁红明看来,他接连获得的几次重大发现,都离不开与同事们的通力合作。这,也是他做科研一直特别重视的一点。
“理论预言、样品制备和实验观测,这三个环节缺一个都不行。”翁红明说,“在当今科学领域细分程度非常高的情况下,科研仅靠一个人或一个小组的力量是不够的。当有重要任务目标时,我们几个小组紧密合作,在理论、样品、实验等环节实现了环环相扣、无缝对接。”
在许多人的想象中,理论物理学家的工作,就是每天独自埋头在稿纸堆里计算推演,然后坐着冥思苦想、灵光乍现。
但翁红明认为,计算推演的确要做,思考分析也不可少,但和同行们的交流也非常重要。他每天上班的第一件事就是查看和了解国际上最新的科研进展,然后分析、思考、计算,再把自己的想法跟同事们交流。“很多时候,我的一些想法,或者说突然的一些灵感,其实都是在思考、交流和工作过程当中产生的。”
“发现三重简并费米子”这一成果,就源于翁红明和石友国、钱天两位同事一次喝咖啡时的思想碰撞。
物理所的咖啡厅在学术界享有盛誉,不但因为咖啡好喝,也因为常有科研人员汇聚在此畅聊科学、各抒己见,聊着聊着,灵感经常“火花四射”。
和大家一样,翁红明、石友国和钱天工作之余也喜欢在咖啡厅一聚。翁红明有什么新想法会第一时间告诉他俩;石友国和钱天在实验过程中有什么新发现或疑惑,也会第一时间反馈给翁红明。
“闲聊中就能交换信息,我们的交流是完全敞开的,毫无保留地让大家知道彼此做了什么。”翁红明说。
翁红明告诉记者,在科研道路上,自己非常珍视的成功秘诀有两个,一个是注意总结和积累,另一个就是跟别人多交流。
“目前我努力发展基于大数据和人工智能的凝聚态物质科学研究,其实也是基于这两点考虑,因为所有人的知识积累都体现在这些数据当中。”翁红明说。
做研究应该抓住一些更新奇、更本质的问题
1977年,翁红明出生在江苏泰兴一户普通人家。他的父母都是农民,家里还有一个姐姐。
初中开始,翁红明第一次接触到物理,从此便沉迷其中。“物理让我对周围的世界有了更深入的了解和认识。”翁红明说。
兴趣是最好的老师。对物理的热爱,指引着翁红明叩开了物理科学的大门。
1996年,翁红明参加高考。在填报志愿时,他毫不犹豫地将所有的志愿都填上了物理。最终,他如愿被南京大学物理系录取。
南京大学的物理系在凝聚态物理领域积淀很深。翁红明在这一领域进行相关知识的学习与研究,一学就是9年,直到博士毕业。毕业后,他去了日本的东北大学金属材料研究所做博士后研究,主要研究各种材料的导电性质。
到日本一年半后,翁红明萌生了转换研究方向的想法。
“我想要转到计算方法和程序的发展上,这是凝聚态物理领域中一个最基础也是最具有核心竞争力的方向。”翁红明说,“如果想要在这个领域有长远发展,就要在这个方向上有一定的积累。”在他看来,静下心来探索重要的基础科学问题,要比做一些“短平快”研究更有意义。
想归想,但真正下定决心,翁红明也经过了一番纠结。
他坦言:“当转到一个更基础的方向,也意味着你在未来的几年甚至是更长的时间里都需要耐得住坐冷板凳。所以必须做好思想准备,去做一些积累性的工作。”
2008年,翁红明的人生又有了一次重大转折。
那一年,物理研究所研究员、博士生导师方忠到日本访问交流,翁红明跟他进行了深入的交谈和讨论。
翁红明告诉记者:“他跟我介绍了当时做的一项很有意思的工作。虽然我那时并没有很深刻的理解,却受到很大的启发——做研究应该抓住一些更新奇、更本质的问题。”
在方忠的影响下,2010年,翁红明决定回到国内,入职物理研究所,成为方忠团队的一名成员。
翁红明说:“每个人在一生当中可能会跟很多人交往交谈,但在人生重要转折时刻能够给你启发的却不多。能有这样的机遇去跟方忠老师交流并受到启发,我觉得这是非常宝贵和幸运的。”
在新的一年里,翁红明说自己有很多研究工作要做,尤其是如何在拓扑电子学器件研究方面取得突破,促使拓扑电子态理论变成可落地应用的技术。而这,需要跟器件和应用等方向的研究人员进行交流和讨论。
翁红明相信,拓扑时代的黎明时分正在临近。(记者 吴月辉)
“开局就是决战!”多地“新春第一会”拼经济******
中新网1月30日电(中新财经记者 左宇坤 石睿)“开局就是决战、起步就要冲刺”“开年就是开工,开工就要实干”“全力以赴冲刺开门红、决胜全年红”,农历新年后的首个工作日,多地已紧锣密鼓召开“新春第一会”、明确“一号工程”……力求在2023年的经济发展中勇夺先机。
1月28日召开的国务院常务会议要求,推动消费加快恢复和保持外贸外资稳定,增强对经济的拉动力。在促进经济稳步回升的积极信号下,各地除了重申经济发展目标,还从促消费、稳外贸等多方面进行了积极部署,优化营商环境也成为了不约而同的开年任务。
资料图。 李和平 摄下决心,“一把手”开工鼓干劲
28日,中国GDP第一大省广东省委、省政府召开全省“高质量发展大会”,省内各地级及以上市的市委书记、部分省级职能部门“一把手”立下“军令状”。
广州市委书记林克庆表示,广州市计划2023年GDP突破3万亿元,增长6%以上,投资、消费、进出口要实现“三个1万亿”的目标;深圳市委书记孟凡利表示,2022年深圳GDP同比增长3.3%,增速领跑四大一线城市。
“经济发展不可能继续拼土地、拼价格、拼劳动力,唯有通过高质量发展实现‘突围’。” 在广东省委书记黄坤明看来,“如果广东是慢步或者原地踏步,不敢迎难而上,不愿放开手脚大干一场,我们心里应当感到不安。”“扎扎实实抓好今年,抓好5年,再深耕10年、30年,必定能再造一个新广东、再创让世界刮目相看的新奇迹。”
同样由“一把手”在开工第一天鼓干劲、定目标的地方还有很多。
北京市委书记尹力在春节后首个工作日前往海淀区调研,要求2023年要推动经济运行整体好转,力争一季度经济社会发展“开门红”,推动高质量发展取得新成效。尹力强调,要把恢复和扩大消费摆在优先位置,充分发挥投资的关键性作用,持续释放市场主体活力等。
上海市委书记陈吉宁在春节后第一个工作日到上海自贸试验区察看,他要求,对标国际最高标准、最好水平,加强主动谋划和系统设计,深化集成性改革和制度型开放,找差距、强弱项、拉长板,尽快形成自贸区新一轮建设行动方案,打造新时代改革开放新高地。
1月28日早高峰时段,北京市民出行。当日是癸卯兔年的首个工作日。 中新社记者 易海菲 摄定目标,全年工作“划重点”
鼓足干劲后,多地也将自己的“开年重磅大戏”提上议程。
春节后上班第一天,重庆市建设成渝地区双城经济圈工作推进大会召开,明确提出把双城经济圈建设作为重庆“一号工程”和全市工作总抓手总牵引。
重庆市委书记袁家军强调,要聚焦“两中心两高地”战略定位,以建成高质量发展高品质生活新范例为统领,争当西部地区高质量发展排头兵,打造具有全国影响力的科技创新基地,勇当内陆省份改革开放探路先锋。
同样提出了“一号工程”的还有浙江,且一下提出了三项。“开年第一会”上,浙江官方明确,今年将更大力度实施数字经济创新提质“一号发展工程”,实现营商环境优化提升“一号改革工程”大突破,实施“地瓜经济”提升能级“一号开放工程”。
陕西则提出了“三个年”活动。28日,陕西省委、省政府召开全省开展高质量项目推进年、营商环境突破年、干部作风能力提升年“三个年”活动动员会。
陕西省委书记赵一德强调,全省各级各部门要把开展“三个年”活动作为一以贯之推动工作落实的重要抓手,作为扭住要害补齐短板弱项的关键之举,作为纲举目张提振预期信心的战略考量。
资料图:厦门港海沧集装箱码头。中新社记者 王东明 摄明部署,吹响优化营商环境新号角
作为全国经济中心城市的上海,在农历新年后的首个工作日召开了2023年全市优化营商环境建设大会,不难看出优化营商环境对经济高质量发展的重要助力作用。
上海市委书记陈吉宁在会上强调,优化营商环境对于开好局、起好步意义重大。要充分认识新征程上优化营商环境是落实国家战略任务的重要内容,是提升国际核心竞争力的内在需要,是当前稳预期、强信心的关键举措。
多地不约而同将优化营商环境作为新一年的重要“功课”。
河南省委书记楼阳生强调,要把打造市场化、法治化、国际化的一流营商环境作为全局性战略性工程,按照审批最少、流程最优、体制最顺、机制最活、效率最高、服务最好的要求,系统性重塑行政审批制度,推进要素市场化配置改革,强化企业全生命周期服务,让国企敢干、民企敢闯、外企敢投。
河北省委书记、省人大常委会主任倪岳峰在河北省优化营商环境企业家座谈会上提出,严格落实对国企民企平等对待的要求,在政策、资源、技术、服务等方面一视同仁,切实抓好国家和省稳经济一揽子政策末端落实,着力帮助企业纾难解困、加快发展,鼓励民营企业积极投入到推进中国式现代化河北场景落地见效的火热实践中来。
吉林省委、省政府同样召开了全省优化营商环境加快项目建设大会。吉林省委副书记、省长韩俊强调,坚持把营商环境建设作为头等大事,营造人人重视营商环境、人人都是营商环境、时时处处都讲营商环境的良好生态,进一步提振市场信心,推动吉林全面振兴不断取得新突破。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |