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)
年轻人的新年第一游,路过打卡正被沉浸式深度体验取代******
“最坏的日子已经过去,最好的时光即将到来。”站在2023年1月1日这个新起点,中国旅游研究院院长戴斌用这句话总结2022,展望充满可能的2023。
自2023年1月8日起,对新冠病毒感染由“乙类甲管”调整为“乙类乙管”,民众出游意愿和出游信心加速恢复,国内压抑了3年的旅游需求正加速释放,旅游市场的复苏曙光渐现。
近日,各类社交媒体上随处可见大家分享旅行vlog与美食美景照,即使是按捺着躁动之心尚未出游的朋友,也跟着一起看遍了祖国的大好河山。那么,已经热情拥抱国内游大潮的人具体感受如何?听听亲历本场浪潮的“浪花们”怎么说。
前往黑龙江省感受冰雪世界的扬扬说,作为一个北方人,本想到温暖的南方城市过过“夏天”,但某一刻突然想看看一望无际的茫茫雪原,便干脆买票北上了。南下到温暖三亚看海的小宇也是一个行动派,和朋友看到许多漂亮的景区图片和旅游攻略介绍,便决定去海南逛逛美丽的三亚湾。小茹和朋友刚结束考研,追剧中被美丽、治愈系的云南大理风光深深吸引,马上买好了3天后出发的车票。
近几年,大环境带来了太多的不确定,很多年轻人在不确定中迷茫着,但有时候需要的并不是瞻前顾后与深思熟虑,而是一分冲动与洒脱。同时,虽然目前大环境仍有诸多不确定性,但对于许多人来说,出游需求已然成为那个“确定性”。
对于很多年轻人来说,最近的这次出游是3年来最自由、最不受约束的一次,所以几位受访者都表示,优先考虑的是自身的体验与感受,性价比可以暂时往后排,颇有些“报复性”旅游消费的意味。与此同时,旅游地住宿、出行、游玩项目等方面的价格也有较为明显的上涨,被大家戏称为“报复性涨价”。
受访者扬扬提到,他们体验的雪地摩托、雪地蹦蹦、雪圈漂移等景点游玩项目,多是“50元5分钟”“80元7分钟”的价格,要是平时,看到这样的价格自己大概会转身就走,但这一趟旅游他们暂时选择了将体验与快乐放在第一位。
小宇也提到尽管出行住宿费相较于过去上涨了不少,但他们还是选择了节约路程时间、有更多更好的游玩体验。
处在疫情管控放松后的首个旅游出行大浪潮这一较为特殊的时间点上,不少游客似乎都降低了对价格的敏感度,但“潮水”终将退去,无论是游客的报复性出游消费,还是被戏称的商家“报复性涨价”,都是暂时的“狂欢”,旅游业终将回归理性,重视提升服务与消费场景才是旅游目的地发展的长久之道。
扬扬表示,哈尔滨的许多俄式风情建筑让她眼前一亮,中央大街、冰雪大世界等景点也有较好的观感,但不足的是,城市建筑均比较老旧,导致整体观感有些扣分,且地铁线路覆盖不足的问题,也给这次旅游带来一点遗憾。
小宇则提到三亚一些景区存在拉客现象,在沙滩、游艇上总能遇到有人拉客推销,导致后面几天他们看到陌生人靠近就想走开,严重影响了游玩体验。同时,他也表示,夜市大多是外地小吃,没有吃到海南本地的特色美味,很是遗憾。
说到近期旅游的难忘回忆,几位受访者都表示,从过去的路过式体验游逐渐倾向于沉浸式深度游。小宇感觉自己好像融入了三亚,景点毋庸置疑是美丽且热闹的,但他也很享受每天清晨或傍晚走在沙滩上感受着海水拍打双脚,坐在沙滩上放空自己,或是在小岛上慢悠悠地骑着电动车吹着海风,感受本地居民的日常生活。
小茹提到,以前出游往往像是完成任务打卡一般,每天走走看看这个或那个景点,吃几顿特色菜,最后买几份特产。尽管这次她也去了苍山洱海等著名景点,但在回忆时,脑海中最先浮现的是沙溪古镇的一家薄荷咖啡馆,坐在可以晒太阳的院子中,喝着茶,看着书,一上午就慢慢过去了。
这3年,人们有太多紧张、焦虑、迷茫等负面情绪,不妨换个环境“生活”几天。
2023,去被美好的旅行治愈,再出发。
实习生 王慧 中青报·中青网记者 齐征 来源:中国青年报
(文图:赵筱尘 巫邓炎)