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)
贵州全力打造全国重要的白酒生产基地******
中新网贵阳1月16日电 (记者 张伟 袁超 瞿宏伦)贵州省是酱香白酒生产核心区,酱香白酒产业已成为贵州工业第一大产业,堪称工业“压舱石”。此间进行的贵州省两会上,代表、委员建言贵州要立足资源禀赋和产业基础,全力打造全国重要的白酒生产基地。
近年来,贵州酱香白酒产业迎来快速发展期,在龙头企业茅台集团引领下,区域内其他名优品牌快速崛起,成为贵州经济最重要的增长极。
资料图:贵州酒企包装。 瞿宏伦 摄2022年,全国国务院印发的《关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见》中指出,支持贵州发挥赤水河流域酱香型白酒原产地和主产区优势,建设全国重要的白酒生产基地。贵州酱香白酒产业也迎来新的发展机遇。
贵州省政府工作报告提出,2023年,贵州将推动酱香白酒产业高质量发展;聚焦打造全国重要的白酒生产基地,加快重点酒企技改扩能项目建设,做大做强大型企业;持续推进“三个一批”(推进赤水河流域酱香白酒产业规范发展,兼并重组做大一批、就地改造提升一批、清理整治退出一批),培育更多优质规上企业,规范发展中小企业,白酒产业增加值增长10%以上。
资料图:贵州酒企生产。 瞿宏伦 摄贵州省遵义市习水县是酱香白酒产业集聚区之一。贵州省人大代表、习水县县长冉崇庆对贵州酱香白酒产业的发展充满信心,“习水县力争2023年实现白酒产能突破20万千升,产量突破17万千升。”
对于目标的实现,习水县需完成“三大任务”。冉崇庆告诉中新网记者,习水县将全力支持习酒集团做大做强,加快企业一期技改项目建成投产,并尽快启动二期技改项目建设;全力支持茅台201厂3万吨酱香系列酒技改工程及配套设施项目等建设,争取项目尽快投产达产;加快推动一系列酒企及联丰片区酱香白酒生产项目尽早开工建设,尽快建成投产。
资料图:贵州酒企生产。 瞿宏伦 摄冉崇庆联合多位代表共同建议,推动泸遵高铁建设,“这个建议与四川省人大代表的想法不谋而谋,既能带动两地白酒产业的发展,又能推动区域开放合作,助力贵州融入成渝经济带。”
贵州省人大代表、贵州珍酒酿酒有限公司总经理朱国军接受中新网记者采访时说,“近年来,珍酒持续投资,启动建设六个酿酒基地项目,整体的规划和布局也是奔着一个比较好的未来,也是对产业的信心来做的投资和安排。”
“对于未来的发展我们有信心,也有决心把企业做好。”朱国军说,要抢抓机遇,守住质量底线和生态底线,把企业做大做强。“茅台集团是贵州酱香白酒产业的‘航母’,我们则定位于‘护卫舰’的角色。我们要不断做大做强,把家底做厚一点。对于未来能做到多大的规模,这是根据市场情况的变化来决定的,但是我相信肯定会越来越好。”
资料图:贵州酒博会现场。 瞿宏伦 摄为推动酱香白酒产业高质量发展,朱国军建议,一方面要统筹做好贵州本地红缨子高粱种植规划,加强对农民的资金、政策扶持,并确保粮食价格稳定;另一方面要加强酱香白酒行业知识产权保护。
“从酿酒的一粒种子开始,我们要全程严格把关,始终严把产品质量。”贵州省人大代表、贵州习酒投资控股集团有限责任公司质量部工作人员陈欢建议,酱香白酒企业要以保证产品品质作为使命,加大对白酒质量的控制,严格质量标准,从而推动白酒产业高质量发展。
“波尔多红酒、苏格兰威士忌、贵州酱酒——都是产区品牌,应该共有、共建、共享。”贵州省政协委员、贵州省白酒企业商会首届轮值会长朱伟接受中新网记者采访时说,“贵州产区会是未来十年白酒行业的持续性热词。贵州产区IP打造需要有一个里程碑式的破局,起点要高,势能要大,才能为共创‘贵州酱香型白酒’产区品牌铺好路。”
朱伟呼吁,贵州酒企要抱团发展和强化品牌意识。“作为贵州省白酒企业商会,我们自身的定位是要整合资源、创造模式、打造平台,帮助所有会员企业拥抱这一发展机遇,打响贵州酱香型白酒产区品牌,分享这一发展红利。”(完)
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