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)
“台胞完全可以安心来大陆学习、工作、创业、生活”——宋涛主任在厦门与台胞共商全面恢复“小三通”和两岸交流******中共中央台办、国务院台办主任宋涛1月28日在厦门会见来访的中国国民党前主席洪秀柱,转达习近平总书记对洪秀柱的春节祝福和问候。(中国台湾网 尹赛楠 摄)
中国台湾网2月1日讯(记者 李柏涛)1月28日,癸卯兔年正月初七,春意露头的鹭港,迎来了一位大陆同胞的老朋友——中国国民党前主席洪秀柱。
当天下午,中共中央台办、国务院台办主任宋涛在厦门与洪秀柱会面,转达习近平总书记对洪秀柱的春节祝福和问候。
宋涛在会面中表示,我们将深入贯彻落实党的二十大精神,秉持“两岸一家亲”理念,尊重、关爱、造福台湾同胞,鼓励和支持更多台湾同胞参与到现代化建设、民族复兴和祖国统一进程中来,希望洪主席一如既往为此贡献力量。
“这次来到厦门,有幸能和宋涛主任会面,我如实地转达了台商朋友的心声,也得到了相当正面积极的回应。”
晚间,洪秀柱在社交媒体发文表示,很荣幸受厦门台商邀请,在年初六到厦门与台商座谈交流,“台商衷心期盼‘小三通’全面开放,也希望两岸直航的航点能够增加。”
自家人的事儿,商量着办
“两岸同胞是一家人,两岸的事是两岸同胞的家里事,当然也应该由家里人商量着办。”习近平总书记在《告台湾同胞书》发表40周年纪念会上如此强调。
去年以来,部分台湾食品企业未能按相关规定完善注册信息,影响了其产品对大陆出口。
近期,包括金门酒厂在内的岛内一些企业向大陆主管部门提交及补充完善了相关注册资料,并通过洪秀柱、新党主席吴成典、金门县长陈福海、金门民意代表陈玉珍等岛内有关人士和工商团体向大陆方面转达诉求,希望尽快获得注册,早日恢复对大陆的出口。
“我们对此高度重视,积极处理。”1月29日中午,国台办通过新闻稿宣布,经有关主管部门审核,已对金门酒厂等符合要求的63家企业予以注册或更新注册信息,对不符合要求、暂时无法注册的,也逐一说明具体原因。同时,对部分台湾食品企业注册信息不完整、不规范的问题,愿意继续予以协助解决,为台湾食品输入大陆提供便利。
陈福海对宋涛主任和国台办表示感谢,他说,金门高粱酒能再输往大陆,“绝对是重大好消息,是大陆给金门乡亲的开春红包!”
民意冲破阻隔,两岸共盼团圆
厦门,与金门隔海相望,是台湾同胞最熟悉的大陆城市之一。这里,也是很多台湾同胞选择“登陆”筑梦的首站。
春节前的1月7日,中断近3年的两岸“小三通”,在岛内民众的强烈要求及争取之下,以所谓“专案”形式部分复航。
根据福建省台港澳办提供的数据显示,截至1月29日,部分复航后的厦门到金门航线46航次运载3000余人次,福州到马祖航线10航次运载230余人次。
要和平、要发展,要交流、要合作,始终是广大台湾同胞的主流民意和纯朴诉求。厦门、金门逐步恢复昔日的正常人员往来,这咫尺的人为之隔,终将被民意冲破。
大年初一,厦门、金门举办了“海峡两岸春节焰火晚会”,两“门”对开,厦金两地的乡亲们,用同放焰火的方式,传递着对彼此的新春祝福,表达着求和平、盼团圆的诚挚心愿。
中共中央台办、国务院台办主任宋涛在厦门了解“小三通”部分复航情况,与经“小三通”往返厦金的金门县长陈福海一行交流。(中国台湾网 尹赛楠 摄)恢复交流,民之所愿
“回趟家真这么难吗?”厦门市台商投资企业协会荣誉会长吴家莹通过中国台湾网强烈呼吁民进党当局,重视在大陆生活、工作的台胞需求,尽早全面复航“小三通”。
癸卯兔年的正月初八,厦门五通客运码头出发大厅人头涌动。
“大家新年好!”在厦门了解“小三通”部分复航情况的宋涛主任,走进五通客运码头出发大厅,慰问经“小三通”往返厦金的台胞,给他们拜年。
在出境候船大厅,宋涛与准备经“小三通”返程的陈福海、陈玉珍一行热络交谈。
他表示,两岸是一家人,要常来常往才能越走越亲,两岸交流符合两岸民意,也是两岸同胞的共同愿望,“我们要共同努力,尽早、尽快地恢复两岸正常交往。”
“两岸一家亲,同心共圆梦。”“厦门与金门更是亲上加亲。”陈福海、陈玉珍皆表示,相信两岸同胞的共同愿望很快就能实现。
宋涛慰问经“小三通”往返厦金的台胞。(中国台湾网 尹赛楠 摄)以通促融,两岸同饮“一江水”
承载着祖国大陆对金门乡亲的同胞情感,经过两岸有关方面的不懈努力,2018年8月5日,福建正式向金门地区供水,饱受多年缺水困扰的金门乡亲,终于喝到了来自祖国大陆的“甘泉”,实现了“两岸一家亲,同饮一江水”。
早在2014年4月,福建省供水公司、泉州水利投资有限公司等就发起成立了福建晋金供水有限公司,负责金门供水工程大陆段建设、管理、运营。
1月28日上午,宋涛来到福建晋金供水有限公司龙湖水源地、水质检测室、泵站厂房、供水展厅以及海底管道入海点,了解向金门地区供水情况。
截至2023年1月28日,福建向金门地区已累计供水超过1600天、超过2500万吨。现在,福建供水已占金门民生及工业需水量的73%,使金门民生依靠地下水占比从67%降至14%。
“福建向金门地区供水工程顺利实施,印证两岸同胞血浓于水的同胞情。”福建晋金供水有限公司总经理洪佳兴表示。
5年来,福建向金门地区日供水从开通初期的0.9万吨上升至目前的2.14万吨,平均每日供水1.53万吨。供水前,金门每吨自来水成本达58.6元新台币,而福建向金门地区供水的水价是每吨原水9.86元新台币。
坚定信心,共创未来
“习近平总书记在新年贺词中希望两岸同胞相向而行、携手并进,共创中华民族绵长福祉。我们要贯彻落实党的二十大精神和习近平总书记关于对台工作的重要论述,在推进民族复兴和祖国统一进程中,始终尊重、关爱、造福台湾同胞。”
宋涛与在闽台胞台企代表座谈,听取意见建议。(中国台湾网 尹赛楠 摄)在厦期间,宋涛走访厦门台协、友达光电(厦门)有限公司等台资企业、厦门航空集团公司、海峡城乡发展基金会赤土社工作站,与在闽台胞台企台青及台湾乘务员代表亲切交流、座谈。
“‘小三通’是台胞往返两岸的便捷通道,非常期待能尽快全面恢复。”在座谈会上,厦门市台商投资企业协会会长韩萤焕表示,他盼望着,两岸能在新的一年,在一个中国原则基础之上,重启交流。
在友达光电(厦门)有限公司,宋涛与友达光电集团董事长彭双浪通过视频连线方式互贺新年。
宋涛表示,祖国大陆2022年GDP突破120万亿人民币,在世界主要经济体中率先实现正增长,稳居世界第二大经济体,“这其中有台胞们的贡献。”
宋涛指出,当前,大陆疫情已得到很好的控制,台湾同胞完全可以安心前来学习、工作、创业、生活。两岸同胞对实现正常交流往来的意愿强烈,我们高度重视并已全面做好相关准备。以疫情为借口阻挡两岸交流违背民意,不得人心。
走访赤土社时,宋涛详细了解台湾青年参与大陆社区治理的情况。
台湾青年李佩珍分享了自己带着在台湾累积了15年的社区营造工作经验来到厦门,与台湾团队参与大陆乡村振兴、社区改造,推动两岸城乡发展交流的经历。
走访赤土社时,宋涛详细了解台湾青年参与大陆社区治理的情况。(中国台湾网 尹赛楠 摄)“台湾同胞在两岸和平统一的进程中发挥着不可或缺的作用。”宋涛表示,我们始终高度关注、积极支持台湾同胞在祖国大陆的发展,会尽最大力量为台湾同胞往来两岸之间提供便利,全力推动两岸人员正常交流交往。
在厦门航空集团公司,宋涛向台湾乘务员代表赠送新春慰问品,并勉励她们在大陆扎下根来,在民航领域为两岸实现应通尽通贡献力量。
“祖国大陆对台胞台企的充分肯定,宛如一股暖流,让我们坚定与国家携手发展的信心。”
在闽台胞台企台青及台湾乘务员代表纷纷表示,中华民族伟大复兴之路就在前方,台湾同胞不能也不会缺席,期待癸卯兔年的两岸交流就像生气盎然的玉兔,两岸同胞也一定会同心齐行,携手共创属于中华民族的美好未来。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |