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)
台当局新行政团队“绿色大风吹”,网友:换汤不换药******
据台湾媒体报道,台行政管理机构将于31日进行新旧团队交接。苏贞昌接任者陈建仁已启动新团队人员更替,目前班底已大致确定。
从已公布的名单来看,桃园市前市长郑文灿将与陈建仁搭档出任正副负责人,行政团队新面孔包括文化事务主管部门负责人史哲、台北故宫博物院院长萧宗煌等,留任成员则包括数位发展事务主管部门负责人唐凤、教育事务主管部门负责人潘文忠、交通事务主管部门负责人王国材、农业事务主管部门负责人陈吉仲等。
![](http://i2.chinanews.com.cn/simg/cmshd/2023/01/30/a7ce2495d01241da93145db812ec3897.jpg)
陈建仁称,稳健衔接政务、扩大世代合作、增加女性成员,是此次组建团队的原则,用人唯才、适才适所,要让更多愿意为台湾做事的人尽其才。
对此,岛内民众并不买账,舆论直批新团队人事调整无异于“旧酒装新瓶”“换汤不换药”。
陈建仁何许人也?
陈建仁给人以“学界清流”的印象,曾任台湾大学公共卫生研究所所长等职。他的父亲出身中国国民党地方派系,曾任高雄县县长。陈水扁执政时期,陈建仁便和蔡英文在行政机构共事。2015年,他以无党籍身份与蔡英文搭档参选台湾地区正、副领导人,2016年成为台湾地区第一位无党籍的副领导人。
2019年,面对“务实台独工作者”赖清德的突袭式挑战,陈建仁宣布不争取竞选连任,次年任期届满后卸任,并于2021年底申请加入民进党,被视为蔡英文的“心腹”。
在行事方面,陈建仁以“中立温和”的学者身份自居。在镜头前总面带笑容,语气平和,岛内有媒体称其为暖男、“大仁哥”。他曾表示自己醉心于研究,对政治没有兴趣。对于此次人事调整,他宣称期许组建“温柔坚韧”的团队。
不过,岛内不乏针对陈建仁的批评。2007年其担任台湾科技发展部门负责人时,共同挂名的论文疑似抄袭,为此请辞。新冠疫情中,其盲目为“高端疫苗”站台而被称为“高端圣骑士”。此外,岛内有声音认为,陈建仁缺乏从政经验,恐难应对复杂的党内派系斗争及棘手的民生问题。
人事调整or政治妥协?
对于苏贞昌请辞,岛内舆论分析,这极可能是其从政生涯的最后一程。其任内台湾物价飞涨、民众薪水倒退、贫富差距拉大,而苏贞昌团队行事作风却蛮横傲慢,引发民众极大不满。
2022年底,民进党在台湾地区“九合一”选举中失利,民进党党内及民众皆对苏贞昌愈发不满。随着接连补选的败北,普发现金的“保卫战”失效,苏贞昌不得不下台走人。
岛内舆论认为,从苏贞昌的辞职时机及已公布的人选名单来看,民进党内部存在诸多派系与权位算计。陈吉仲、薛瑞元、王美花、林右昌等多位行政团队成员都有“黑历史”。此波人事安排并非以专业及经济优先,可说是派系平衡下的妥协名单,遑论“用人唯才”。当前岛内“党”“政”貌合神离,相关调整只是为避免“政治跛脚”而作出的挣扎。
台湾《联合报》认为,陈建仁行政经历有限,学者性格处理政务明显难大破大立,用陈建仁接替苏贞昌,便于将行政资源在“2024大选年”笼络牵制党内各派系,并掌握接班人团队。
![](http://i2.chinanews.com.cn/simg/cmshd/2023/01/30/17f66b1c830b402bb33d2c8ca52c1e2f.jpg)
中国国民党民意代表赖士葆质疑,此次人事调整有如“绿色大风吹”,陈建仁虽成为新任行政机构负责人,但蔡英文剥夺了他的人事任命权,陈建仁带领的行政团队只是代理人而已,实效堪忧。
民众党立法院党团总召邱臣远建议,对于高度争议的留任名单,陈建仁应勇于展现个人意志,知人善任,才能真正展现改革魄力。
岛内民众期待什么?
对于陈建仁接任台行政机构负责人,岛内一份最新的网络民调显示,有92%的民众“不相信会做得很好”。反之,“相信陈建仁会做得很好”的民众仅有4%,调查结果引发讨论。
不少网友留言批评:“他的心里只有高端没有人民”“不祈望就没失望”“无需期待”“觉得现在的执政团队,哪位来接任都没用,因为没有一位是专业的,更何况都是为己私利,有哪位真为台湾百姓做事,所以换谁做还是一样无解。”
岛内舆论指出,面对严峻台海局势、通货膨胀及经济不景气、治安败坏等事件频传,民众并不关心人事变动,真正在乎的是如何解决实际问题。如提高薪水、稳定物价、农产品营销等民生事项,都有赖新团队尽心尽速解决,期待真正以民为先。(记者 穆朗)
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