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)
“乙类乙管”后第一个春运将开启 官方回应9大热点问题******
中新网1月6日电(中新财经 葛成)2023年春运大幕即将开启。作为“乙类乙管”后迎来的第一个春运,今年的春运有哪些特点?春运期间客流总量如何?运力是否能够满足需求?在6日国务院新闻办公室举行的发布会上,相关部门回应了一系列民众关心的问题。
1、2023年春运期间有多少人次出行?
春运工作专班副组长、交通运输部副部长徐成光在发布会上介绍,今年春运从1月7日开始,到2月15日结束,一共40天。初步分析研判,春运期间客流总量约为20.95亿人次,比去年同期增长99.5%,恢复到2019年同期的70.3%。
从客流构成看,预计探亲流约占春运客流的55%,务工流约占24%,旅游和商旅出行分别约占10%。
2、2023年春运有哪些特点?
徐成光表示,与往年相比,今年春运人流高峰与疫情高峰叠加,是近年来不确定性最多、情况最为复杂、困难挑战最大的一次春运。
综合来看,具有“三大一多”的特点:一是客流大幅增长,二是货运需求大幅增加,三是一线人员感染风险较大,四是安全生产风险隐患增多。
3、疫情流行尚未结束,乘坐公共交通工具要注意什么?
徐成光称,考虑到当前疫情流行尚未结束,一些地方还处于疫情流行高峰期,尽管大家回乡过年、探亲访友的愿望较为强烈,我们还是倡导大家根据自身和家庭成员的实际情况,合理安排出行计划,特别是患有基础病的老年朋友以及家中有孕妇、婴幼儿的家庭,要尽量减少出行,以降低自身和家庭成员的旅途感染风险。
对于选择乘坐公共交通工具回乡过年的朋友,要加强自身防护,全程佩戴口罩,注意个人卫生,主动避免带症状出行。
4、如何保障春运运输安全?
春运工作专班办公室副主任、交通运输部运输服务司司长蔡团结在发布会上表示,今年的春运客流物流加速增长,疫情不断发生变化,加上极端恶劣天气等多种因素叠加,运输安全监管面临较大的挑战。
蔡团结称,下一步,将指导各地密切关注客货流量、天气变化以及疫情发展的不同状况,聚焦人、车、路、环境等核心要素,多措并举,指导各地全力抓好落实,全力保障平安春运、安全春运。一是加强设施设备的检查维护;二是严把从业人员的安全素质关;三是加强运输工具的动态监控;四是加强路网运行安全保障;五是强化值班值守和应急处置。
此外,春运期间,农村地区群众返乡、探亲访友、赶集赶场等出行需求增加,将强化运力保障,加强安全监管,会同有关部门聚焦农村客运途经线路、客运场站、渡口等,加强执法监管。
5、客流量增长,民航服务保障做了哪些准备工作?
中国民用航空局总飞行师万向东在发布会上介绍,2023年春运是全面落实疫情防控优化措施,及“乙类乙管”各项措施以来的第一个春运,预计民航客流量将明显增长。
春运期间,全民航日均安排客运航班11000班,为2019年春运期间的73%左右。预计客流量总体将呈现错峰放假开学、错峰返乡返岗、错峰出游出行等特征,春节假期前后和元宵节后仍将出现旅客出行高峰。
民航局积极引导航空公司在筑牢安全底线的前提下,科学合理安排航班计划,确保运力准备充分、资源保障到位。
一是支持春运期间国内航线加班,鼓励航空公司更灵活地调配运力,满足春运期间热点地区、热点航线的旅客出行需求,比如北上广等城市至三亚、海口、成都、重庆等热门航线。
二是要求各机场加强与地方政府春运机构的联系,提前向当地通报夜间抵离航班、旅客量等信息,积极配合做好与城市交通“最后一公里”的顺畅衔接。截至1月5日,在国内定期客运航班计划的基础上,又批复春运期间国内航线加班10313班,其中涉及北上广的航线加班3459班,占国内航线加班总量的33.5%,切实保障热点地区、热点航线旅客出行需要。
在航空服务保障方面, 一是充分考虑市场、天气等主客观因素,进一步优化航班计划编排,切实减少因航班取消和延误给旅客出行带来的不便。
二是做好疫情防控相关工作,持续做好客流引导,减少旅客聚集,尽可能为旅客提供无接触式服务,并做好一线员工健康检测,和重点场所清洁消毒、通风,降低旅客感染风险,让旅客安心出行。
三是做好机上和地面各环节的服务工作,加强对残疾人、老年人、无成人陪伴儿童等特殊需求旅客的关爱服务,营造文明、温馨、和谐的出行环境。
四是通过采取增加热线线路、服务人员等措施,提升客服电话的接听率,及时处理好旅客的各项服务诉求。
6、民航订票峰值出现在哪几天?哪些航线最火?
万向东称,根据目前掌握的春运期间旅客订票情况,订票峰值出现在1月18日(农历腊月27日)至1月20日(农历腊月29日)。
从订票量来看,北京-三亚、上海-北京、北京-海口、深圳-昆明、深圳-重庆、杭州-昆明、深圳-成都等航线居于前列。
7、铁路运力是否能够满足今年的春运需求?
国铁集团客运部主任黄欣在发布会上介绍,2023年春运的火车票预售已经从2022年的12月24日开始,从目前的售票情况来看,各方面旅客出行需求都有比较明显的增长,铁路客流也呈现了逐步回暖的态势。
为了安排好春运的能力,铁路部门安排了春运期间客车的开行方案。春运节前,全国铁路高峰日最高可开行旅客列车6077对,客座定员可达904万人;春运节后,高峰日最高可安排开行旅客列车6107对,客座定员可以达到914万人;最大客座能力比2019年春运增长11%,能够较好地满足春运期间旅客出行需求。
8、铁路部门推出了哪些便民举措?
黄欣称,今年春运,国铁集团将更好统筹疫情防控和春运组织,更好统筹发展和安全,优化春运的客车开行方案,精准落实好疫情防控措施,在总结以往好的做法的基础上,在乘车、候车、购票等环节,将推出一系列便民利民举措,全力打造平安、有序、温馨春运,努力让旅客体验更加美好。
在运力安排方面,要做到科学精准安排运力。统筹用好去年开通的新线和新站资源,以及新投用的复兴号动车组等先进装备,增强路网整体功能,提升客运能力。按照“充足安排、按需启动,响应快速、应急有备”的原则,科学安排客车开行方案。
在有序出行方面,要为广大旅客营造健康安全的出行环境。要认真落实好疫情防控和安全管理的各项措施,强化车站客流组织,严格控制列车客座率,引导旅客有序分散进站候车,保持安全距离;加强重点处所通风消毒,保持站车良好环境;积极推广无接触式服务,加强旅行健康宣传提示,加强员工健康管理,引导旅客全程佩戴口罩,强化自身健康防护。
在站车服务方面,重点在三个方面推出一些便民利民的措施。一是在提升旅客购票服务体验方面,进一步优化12306系统功能,进一步扩大电子客票应用范围,在到站补票和列车补票业务环节全面实施电子化。二是学生优惠票不再规定乘车时间限制,每学年任意时间可购买4次单程的学生优惠票,方便学生在任何时候使用。三是因铁路责任或不可抗力造成旅客退票,联程车票可一并办理退票,而且免收退票手续费。旅客在办理补票、变更等业务时,不再收取手续费;同时我们扩大非高峰方向票价折扣优惠列车范围。
在旅客出行信息服务方面,将在全国3200余组动车组列车上推行铁路畅行扫码服务,旅客通过扫描座椅扶手上的“铁路畅行码”,可顺畅查询列车正晚点、运行位置、接续车次、交通接驳等出行服务信息,还可以办理餐饮选购、补票升席、查找遗失物品等业务。同时,完善铁路12306消息通知机制,及时向已购票并预留了准确联系方式的旅客,精准推送列车停运和变更信息,方便旅客掌握列车开行动态,以便合理安排行程。
在中转换乘服务方面,安排全国站内便捷换乘的车站由过去80个增至100个,并完善车站服务设备设施与引导标识,提升旅客中转换乘效率,为旅客在春运期间便捷换乘提供方便。
9、春运期间快递物流是否畅通?
国家邮政局副局长陈凯在发布会上表示,自去年12月中旬开始,一些城市快递员群体陆续出现了感染的情况,部分分拨中心和营业网点因为减员而无法正常作业,对快件的处理和末端的投递造成了现实影响。
经过前一阶段的不断努力,全国快递员上岗率,已经达到了94.9%,积压件的数量较前期已经出现了大幅削减,快递服务已经有效恢复。特别是今年以来,前5天,全国快递业务量日均数据已经达到了3.7亿件,与去年同期相比增长了16.7%。
下一步,国家邮政局将继续组织全行业巩固前期的工作成果,夯实行业稳定运行的工作基础,全力做好保通保畅工作,切实保障群众的寄递需求。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() ![]() welcome购彩大厅地图 |