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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)

“2022年闽台关系十大新闻”揭晓******

  中新社福州1月17日电 (记者 闫旭)“2022年闽台关系十大新闻”17日在福州揭晓。

  近日,福建省人民政府台港澳事务办公室、福建省人民政府新闻办公室组织部分中央和境外驻闽媒体、福建主要媒体召开线上评审会,评选出“2022年闽台关系十大新闻”,它们是:

  1.第十四届海峡论坛成功举办 习近平总书记给台青回信

  7月12日,第十四届海峡论坛在福建成功举办。论坛延续“扩大民间交流、深化融合发展”主题,两岸各界约2万人参与线上线下活动,其中2000余名台胞在闽参会。论坛举办前夕,中共中央总书记习近平给参加海峡青年论坛的台湾青年回信。习近平强调,希望你们多向台湾青年分享自己在大陆的经历和感悟,让更多台湾青年了解大陆,同大陆青年同心同行、携手打拼,锲而不舍、驰而不息,让青春在实现中华民族伟大复兴中国梦的伟大进程中绽放异彩。习近平总书记的回信在台湾青年中引发强烈反响。

  2.在榕就业创业台胞选领首批配租房

  1月18日,根据福州市《关于在榕就业创业台胞住房保障工作实施方案(试行)》的有关规定,在榕就业创业台胞选领首批配租房,当天共有72名台胞选定住房45套。这是福州市面向在地台胞推出的首批公共租赁住房,共计550套,在全省数量最多、力度最大。

  3.福建面向海内外征集“迁台记忆”档案文献

  3月14日,福建省台港澳办、省档案局、省台联、省档案馆联合发出公告,面向海内外开展“迁台记忆”档案文献征集工作。档案文献包括相关文书、信件、照片、证件、图书、方志、谱牒、地契、票据、实物等,将进一步丰富福建“迁台记忆”资源库,留住两岸同胞共同的历史记忆。

  4.两岸各界民众线上线下纪念郑成功收复台湾360周年

  6月14日,纪念郑成功收复台湾360周年大会在郑成功故里泉州南安市举行,海峡两岸各界500余人出席了在南安市主会场和台湾嘉义县分会场的活动。6月至10月,厦门、福州、南平也先后举办了学术研讨会、文化展等系列活动。

  5.台胞答谢厦门宝太捐赠逾380万份快筛义举

  7月11日,厦门市台商投资企业协会(以下简称厦门市台协会)等答谢厦门宝太生物科技股份有限公司捐赠新冠病毒抗原检测试剂活动在厦门举行。2022年以来,台湾疫情形势严峻,新冠病毒抗原检测试剂缺口巨大。宝太公司于6月定制了380万人份新冠病毒抗原检测试剂送往台湾,支援同胞战“疫”。厦门市台协会会长吴家莹、新党主席吴成典等致辞表示,宝太生物的义举有效帮助台胞抗击疫情,展现了血浓于水的同胞情谊。

  6.福建十年来积极探索海峡两岸融合发展新路

  8月30日,福建官方数据显示,十年来闽台贸易额达7000多亿元人民币,在闽台企超1万家,实际利用台资超100亿美元。

  福建持续推动与金门、马祖“小四通”。截至2022年12月31日,累计向金门供水2468万吨,日均供水量约1.53万吨。发布225项台胞台企同等待遇清单,成功举办14届海峡论坛、10届海峡青年节及各项促进两岸交流活动。福建自贸试验区自挂牌运行七年多以来,50多个领域率先对台开放。

  7.在闽台胞热议中共二十大报告 坚定在闽发展决心和信心

  10月16日,中国共产党第二十次全国代表大会在北京开幕,引发在闽台胞台商关注热议。对于中共二十大报告中提到“尊重、关爱、造福台湾同胞”等涉台内容,台胞纷纷表示“很暖心”,让在大陆发展的台胞、台企吃下了“定心丸”,更坚定了他们继续扎根福建发展的决心和信心。

  8.海峡青年节十周年:两岸青年交流交往交心交融

  12月1日至5日,第十届海峡青年节集中活动在福州举办。十年来,海青节累计举办265项两岸青年交流活动,吸引近3万名两岸青年参与,其中台青1.4万名,涵盖百所台湾院校、百个台湾高校社团、百个台湾青年团体,成为两岸规模最大、层级最高、领域最广、影响最深的青年交流活动之一。

  9.2022两岸企业家峰会年会聚焦产业合作绿色发展

  12月20日,2022两岸企业家峰会年会在厦门举行,这是新冠疫情发生以来首次在线下举办的峰会年会。中共中央政治局常委王沪宁向两岸企业家峰会理事会发贺信,代表中共中央和习近平总书记,向峰会全体会员和与会嘉宾致以问候,希望两岸企业家做新时代新征程上构建新发展格局、推动高质量发展、推进中国式现代化的生力军。

  本届峰会以“建构产业合作新模式,打造绿色数字新经济”为主题,共有300多位两岸工商团体代表、企业家、政府代表参会,超1500位两岸工商界人士通过线上直播积极参与互动。

  10.台胞强烈呼吁台当局尽速恢复“小三通”

  11月15日,厦门市台商投资企业协会、莆田市台湾同胞投资企业协会赴厦门五通码头了解“小三通”口岸设施等情况,向台当局喊话,盼以民众福祉为重,尽快恢复“小三通”。11月23日,全省七地台协会联合发表“我们要回家过年”请求书。12月12日,应厦门市台商投资企业协会、福州市台胞投资企业协会邀请,金门、马祖当选县长带领民意代表赴厦门会商“小三通”复航便利化措施。这是疫情发生近三年来台湾县(市)长首次“破冰之旅”。

  12月22日,台湾地区行政管理机构宣布通过“金马地区民众春节交通专案”,即春节前后两周内允许金马民众及陆配循“小三通”航线返乡过年,但不允许台商中转。消息引发大陆台商强烈不满,福建11家台协会再次联合发表声明,呼吁“不要‘切香肠’式‘小三通’,让我们顺利回家”。(完)

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