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信誉快32023-01-31 16:05

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)

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这个假期,年轻人为何喜欢“躺平式旅游”******

  明明是外出旅游,陈旺和她的朋友却拒绝打卡网红景点,非常默契地一起在民宿点外卖,投屏看脱口秀;明明去了热门旅游城市过春节,张悦一家却选择住在偏僻的地方,每天睡到自然醒,只偶尔去沙滩上散步放烟花;明明是星级度假游,宁枫却特意避开热门城市,去小县城体验五星级服务。

  相比以往攻略详细、准备充足的“打鸡血式旅游”,这届年轻人开始了“躺平式旅游”,他们不再挤破头打卡网红景点,拍全是“后脑勺”的游客风景照,跟随必吃榜在餐厅门口排长队。轻松、陪伴、享受成为“躺平式旅游”的关键词。

  不做规划,就像体验“人生试用装”一样

  厦门大学的陈旺喜欢周末节假日跟朋友们周边游,不同的是,他们的旅行从来不做规划,说走就走。陈旺说,“如果感觉最近比较累,我们就会商量着提前把这周作业做完,利用周末时间出去放松一下,自驾或是坐车都很随意,也很少提前做规划”。

  出去游玩,他们往往主动避开网红打卡点,选择比较小众的景点。他们会一时兴起去坐摩天轮,在小巷子里七拐八拐,遇到当地的特色小吃就买来尝尝。

  虽然游玩景点很消极,但他们在民宿里却玩得很开心。“睡到自然醒,点外卖,一起投屏看脱口秀几乎是我们固定不变的项目。”陈旺说,“有一次外面下雨,大家都起得很晚,我们就去楼下超市买了些螺蛳粉自己煮来吃。女生甚至还给男生搞起了美妆试验,一直玩到天黑雨停了才出门。出去以后我们也没有目的地,索性就席地而坐聊天到深夜”。

  大家一起去东山岛旅行,没出发前,因为手头还有一些事情没有处理,陈旺几次三番想要放弃。“真的来到东山岛后,在大海边会觉得这趟真值。我会放松下来,变得很松弛。”陈旺说,“给旅行做减法,不为旅行赋予太多意义,会更容易享受旅行本身”。

  也许生活就需要紧紧松松再紧紧再松松,“如何规划旅行取决于你对旅行抱有什么样的目的,我们的目的就是来放松,所以我们会睡到自然醒,把平常没有睡的觉都补回来,睡好了再去玩。享受当下才会更有动力、更有能量去面对未来”。

  陈旺和她的朋友们将自己的旅行定义为“人生试用装”,“就像化妆品的试用装、小样一样,这样轻松自在的旅行是我们人生的‘小样’。偶尔偏离正常的生活轨道去放空自己,过舒服的日子”。

  闹中取静,感觉时间都慢了下来

  春节期间,新婚不久的张悦和老公带着双方父母自驾两千多公里来到海南过年。舟车劳顿后,他们决定调整旅行方案,开启“海南躺平游”。

  远离人群,他们选择住在一处偏僻的乡村民宿。正是这样临时的决定,让全家意外地度过了一个完全不同的春节假期。

  张悦形容一家人在一起“非常安逸”,“我们住的地方比较偏僻,有一种避世的感觉。大家每天都没什么规划,随遇而安。早上睡醒之后一起吃早饭,用艾灸泡泡脚,中午在院子里吃火锅,下午可以出去体验农家乐或是全家人围在电视机前追剧,晚上就去海边散步或是一块打扑克牌,偶尔还会放烟花”。

  张悦说今年春节少了些走亲访友的过年气氛,却多了许多跟家人相处的时间,“这样的旅行方式跟我们在家时是不一样的,以往春节大家都是各忙各的聚会,在这里我们可以为了一餐饭一大早去买菜,花很多时间一起做饭、洗碗。全家人一起说说笑笑,感觉时间都慢了下来”。

  “我之前是一个非常有旅游精神的人,出去旅游一定要打卡当地最著名的景点,吃特色小吃,把能体验的都体验一遍”。但这次的“海南躺平游”改变了张悦的想法,“其实工作也好,挣钱也好,我都是想有更多时间,有更强的经济实力,带家人一起品味美食、体验风景。前提是要跟家人舒适、安逸地在一起,这样的风景才更有意义”。

  品美食看日落,将舒适度摆在第一位

  与张悦“闹中取静”的旅游思维不同,宁枫和女朋友选择去小县城住五星级酒店,“一晚500多元的价格在北京只能住普通酒店,但是在县城我们可以享受五星级酒店的硬件设施和服务,我觉得很值”。

  旅游期间,宁枫和女朋友几乎有一大半的时间都待在酒店。酒店里有酒吧、餐吧、游泳池,甚至还有健身房、桑拿房、电竞区,“光是体验这些项目,我们就已经玩不过来了”。

  偶尔宁枫也会跟女朋友在县城转转,“县城节奏很慢,我们会找些苍蝇馆子品尝最地道的当地美食,坐在公园的椅子上一起看日落,或是一起去海边蹚水。岁月静好不过如此吧”。

  近年来,像宁枫这样的年轻人不在少数,他们的旅行不再是为了看更多的风景,而是将舒适度、体验感摆在第一位。为了迎合这些年轻人的需求,酒店也开始积极探索,比如江南主题酒店,以江南文化为特色,让游客不出酒店沉浸式体验江南文化;睡眠主题酒店,抓住都市人工作压力大、睡眠质量差,假期只想好好睡一觉的诉求,利用各类“科技狠活”助眠。

  假期结束后,宁枫说,“我们已迫不及待在寻找下一个县城五星级酒店了”。

  “躺平式旅游”看似佛系却并不摆烂,这届年轻人拒绝被传统旅游观绑架,他们用这种新兴旅游方式表达自己对于旅行的看法。

  陈旺说,“这种放松式的旅游对我们来说是一种低成本的消遣,包括情绪上的低成本,用最低的成本获得最大的快乐”。

  张悦说,“旅行的意义就在于与重要的人一起,记录沿途的点点滴滴,去哪里、做什么反而是无所谓的”。

  宁枫说,“游历名山大川固然是好,但我更喜欢慢下来,在忙碌的生活里喘口气,感受岁月静好,这才是旅行的真谛”。

  中青报·中青网见习记者 谭思静 来源:中国青年报

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