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)
帮苏贞昌转移焦点,替蔡英文推卸责任,民进党追杀“煎尾吴郭鱼”******
【环球时报特约记者 张若】民进党败选后价值错乱,一边大肆追杀说真话的绿营人士,一边帮所谓的“中生代四公子”抢位子。结果打败仗的变成“公子”,说真话的反倒成了“匪寇”,揭穿真相的人要替败选的人扛责任,难道这就是蔡英文当局的“谦卑检讨”?
“煎尾吴郭鱼”指的是谁
民进党去年11月26日“九合一”败选后持续找“战犯”,从原本的前新竹市长林智坚造成“一尸多命”、英系操盘手打乱初选规则以及民进党秘书长林锡耀等人放任网军肆虐,不到两个月时间却变了调,“战犯”变成了讲真话的“煎尾吴郭鱼”,民进党不仅对他们恨之入骨,而且扬言追杀。
“煎尾吴郭鱼”是台湾网友把5个人的名字谐音结合在一起的戏称。其中“煎”指的是台北市议员王世坚。王世坚1960年1月出生,台湾中国文化大学应用化学研究所硕士,1998—2005年任台北市议员,后来担任第六届“立委”,2010年回任台北市议员至今。“尾”指民进党“立委”何志伟。他1982年5月出生在美国, 美国南加州大学公共行政硕士,2010年主动放弃美国籍,2018年开始进军“立法院”。“吴”是美丽岛电子报董事长吴子嘉,1953年出生,前民进党美丽岛系资深党员,曾任环球电视董事长、“中国钢铁公司”董事等,2019年2月被民进党台北市党部决议应开除党籍,2021年10月被正式开除党籍。“郭”是前民进党“立委”郭正亮,出生于1961年6月,台湾大学毕业后又取得美国耶鲁大学政治学博士学位,1998年在民进党举办的“中国政策大辩论”中以主张“西进”一战成名。“鱼”指的是民进党“立委”高嘉瑜。高嘉瑜出生于1980年10月,台湾大学法律系毕业,2010—2020年连续当选台北市议会议员,2020年当选“立委”。2021年,她因遭前男友家暴而在岛内引发关注。
这些人的安全引担忧
民进党败选前后,这5个人要求反省的声音很大。比如高嘉瑜一直对民进党的前途表示忧虑,选前针对林智坚论文抄袭事件预言“一尸五命”,结果一语成谶,激起不少泛绿支持者的愤怒。王世坚批评“行政院长”苏贞昌最为猛烈,甚至拿袁世凯加以讽刺,对林智坚也是不断开炮。林智坚任内兴建的新竹棒球场被爆涉及倾倒废土后,王世坚12日再度开炮,要求现任民众党籍新竹市长高虹安循序渐进开挖棒球场,找出林智坚的罪证。他大骂林智坚是“草包,该被收押”。不少网友留言说,他的建议对林来说简直就是“一刀毙命”。王世坚同时向林的论文指导教授、台“国安局长”陈明通喊话称,应该知所进退。
国民党前“立委”蔡正元直言,“林智坚该被收押”这句话,绝对让很多民进党人气昏,因为蔡英文相当照顾林智坚。王世坚到现在这个地步,已经为他的良心付出了很大代价,不仅没机会挑战“立委”,在民进党内也没前途了,他对王世坚的生命安全“感到高度忧虑”。
吴子嘉和郭正亮经常在媒体上放炮,比如去年12月民进党派前桃园市长郑文灿担任检讨小组召集人后,吴子嘉表示,郑文灿刚被台大撤销硕士学位,现在却要来检讨民进党败选原因,“由这种人品和道德的人来负责,只会让民进党未来复兴的机会越来越渺茫”。1月11日,他又批评陈明通完蛋了,“台大有很多校友会发动攻势、继续攻打陈明通,结果他会很惨”。郭正亮也经常唱衰民进党,何志伟则直指民进党应检讨与黑道的关系,终结“黑金”。
这些日子,民进党不检讨自身,却不断追杀讲真话的人。据《联合报》14日报道,赖清德日前在台北举行政见发表会,高嘉瑜从一进场就遭炮轰,被嘘“下台”“背骨”(背叛),要求赖清德开除高嘉瑜和王世坚的党籍。有党员大喊,“不开除高嘉瑜,不知道你赖清德选这个党主席干嘛?”何志伟也被绿营支持者质疑称,“谁都可以喊除黑金,就你们家红顶商人不行”。还有人对赖清德喊话:“你要不要处理?要不要杀这些人?这个人要不要杀?何志伟要不要杀?”
阻止不了民意反击
高嘉瑜事后坦言被当时的场面震惊了,她16日在脸书晒出“烂鞋照”,4个球鞋不仅鞋身陈旧,鞋底更已脱落甚至全烂,高则对着鞋大喊“真的哀莫大于心死”。有人认为高是意有所指,恐与近期绿营批斗有关,直呼她应该断舍离。
前桃园市议员王浩宇14日在脸书称,王世坚父亲王明德就读台大期间参与读书会,为追女生将禁书送出,结果对方随意乱丢被查获,王明德咬出同学,“最后同学都死了,只有出卖大家的飞黄腾达”。郭正亮16日评论称,跟人吵架吵不赢,去扯别人爸爸,更何况还搞错,“这表示你实在太差了!”
媒体人张禹宣16日分析称,王世坚等人从头到尾的诉求就是“倒苏”、要求蔡英文检讨,攻击5人的侧翼网军的目的就是要“检讨挞伐苏贞昌的声音”,同时极力护航苏贞昌和蔡英文。“立委”王鸿薇称,若民进党自我检讨时仍不愿倾听民众意见,代表没有真正改革和反省。一向亲绿的网红“馆长”陈之汉痛批民进党,做坏事的没事,却欺负王世坚、何志伟、高嘉瑜,不知廉耻。退休大学教授林保淳撰文称,赖清德日前表示,“民进党存在目的只有一项‘为台湾打拼’,如果没有这种决心、没这种觉悟的人,请早点离开”,王世坚、高嘉瑜等人恐怕岌岌可危,虽然未必会被开除党籍,但“留党察看”是一定免不了的。
据中时电子报16日报道,一份最新民调询问“谁是民进党的最大战犯”,结果有93%的受访民众认为是“民进党自己的所作所为”。联合新闻网评论称,在追杀“煎尾吴郭鱼”的同时,民进党高层正积极帮卸任或败选的郑文灿、前“交通部长”林佳龙、前基隆市长林右昌、前屏东县长潘孟安所谓的“中生代四公子”找位子,分别内定出任“行政院副院长”“总统府秘书长”“交通部长”和“内政部长”,但在这4人手中,民进党败掉桃园、新北、基隆,连原本胜券在握的屏东也赢得极其难看,“公子”称号实在刺耳。文章说,民进党被侧翼、深绿牵着鼻子走,就可以假装“黑金”“论文门”都不存在吗?中时电子报称,蔡英文不准他人批判,但阻止不了民意反击,而苏贞昌的施政不得民心,“蔡苏体制”的崩解终将是必然而非偶然。
(环球时报)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)