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)
人潮涌入云南:丽江地接订单排到春节后,大理民宿预订涨了10倍******
澎湃新闻记者 计思敏
“没想到一下子就火起来了。”王磊是云南一家旅行社的地接导游,其在云南从事旅游业已经10年整。丽江—大理—香格里拉—泸沽湖是他服务的主打路线。元旦假期后,他明显感受到云南旅游已开始逐步复苏。
丽江:13日当天接待13.8万人次
随着疫情防控措施调整及电视剧《去有风的地方》的热播,从元旦开始,云南旅游开始回暖。
“特别是1月7日周六开始,旅游团的订单量开始不断增多。我们公司现在接团的订单量基本已排到春节假期后了。”王磊说道。
这是王磊没有想到的。2022年12月底,看着还略显空荡的丽江古城,王磊一度认为云南旅游业的复苏还需要再等上几个月的缓冲期。
“每年临近春节人都会多一些的,今年是突然火起来了。”王磊预判,这一波回暖至少可继续至寒假结束。
云南旅游的回暖从各景区的游客量就可明显感受。
据丽江热线报道,从1月9日开始,进入丽江古城的人数明显增多,1月13日进入丽江古城的人数为近期高峰,达92772人次。2022年同期人数为36106人次,约是2022年的2.6倍。经初步测算,1月13日,丽江共接待游客约13.8万人次。
丽江市文化市场综合行政执法支队支队长胡江海介绍,从1月10日开始,丽江每日接待游客突破10万人次,并有逐日上升的趋势,丽江旅游开始回暖复苏。目前,春节假期(酒店预订量)比2019年基本持平。预判春节期间,丽江旅游接待情况将恢复到疫情前的旅游接待水平。
人潮正不断涌入,据丽江日报,丽江机场自1月7日单日旅客保障破1万人次以来,单日旅客保障一路稳步增长,于1月13日突破1.3万人次后持续保持高位运行。1月7日至1月16日春运前10天,丽江机场日均保障旅客1.2万人次,1月14日保障旅客14011人次。
热播剧《去有风的地方》带动云南旅游热
机构统计数据显示,自元旦开始,2023年1月份的旅游热潮持续上升,春节假期将达到顶峰。
途家民宿数据显示,截至1月17日,今年春节大理、三亚、西双版纳、丽江、北海、上海、重庆、厦门、北京、成都为十大热门民宿预订城市。其中大理、西双版纳、三亚、北海春节预订量同比去年均增长6倍以上,大理、西双版纳增幅达10倍以上。
“确实是比之前好了。”民宿老板张超说道。他在云南的大理和丽江都经营着民宿。
张超经营的民宿在当地属于中高端档次。大理的民宿主打洱海海景房,丽江则在玉龙雪山旁打造观景房。其经营的两处民宿规模均在20间房左右。
据张超介绍,目前仅大理的海景房春节期间还有少量的空房。
据“云南省文化和旅游厅”官方微信公众号于1月17日发布的消息,随着电视剧《去有风的地方》的热播,带火了云南旅游热。“跟着许红豆吃大理鲜花饼”、“今年春节一起来云南旅游”、“总要去一趟有风的地方”等相关话题词席卷各大社交平台,剧集的热播让云南的风吹进了都市人的心头。
飞猪发布消息称,《去有风的地方》开播一周,云南相关搜索量暴涨,大理增长近2倍,沙溪古镇增长10倍多,凤阳邑暴涨50倍。百度指数显示,“云南”“大理”百度指数峰值较一个月前增长近2倍,“沙溪古镇”增长近4倍。
大理市客栈协会会长李海忠介绍,大理的各类民宿、客栈有7000家左右,其中中高端占10%。从现在到春节期间,大理的民宿房间总体预订率大约达到80%,其中中高端民宿订房率已经超过了90%,普通民宿预订率也达到了70%左右。
西双版纳:酒店客流有300%-400%增长
据“西双版纳发布”,1月7日春运首日,西双版纳机场航班量达到65班,同比增长550%,旅客吞吐量约1.5万人次,同比增长834%,已超过2019年疫情前水平。
西双版纳属北回归线以南的热带湿润区,具有“热带雨林,避寒胜地,和谐家园,神秘风情”等自然与丰富民族文化资源,每年冬季更是游客选择“南下避寒”、度假康养的热门城市之一。
在曼听御花园景区入口处,游客熙熙攘攘,就连售票处也排满了人。游客们都穿上具有民族特色的傣装,在景区各处取景拍照。最近一周,曼听御花园景区游客量持续上升,已经突破1万人次。
《春城晚报》报道显示,游客的到来使得酒店住宿业迎来春天,目前告庄西双景景区内酒店客栈预订几乎都处于满房,城区各酒店同样也预订火爆。从2022年12月下旬开始,客流量就在逐步增长,截至目前,告庄西双景的酒店客流已有将近300%-400%的大幅增长。据介绍,游客多为省外游客,60-70%为北方人,也有部分四川及云南省内游客,大部分以家庭为单位出行,平均停留时间为三天左右。目前,客流还在不断增长,预计将持续到春节后。