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)
短些、软些、宽些******
金仲华
一、最好的宣传是怎样的?
最好的宣传,是使人看不出在宣传;看得出是在宣传的,是最不好的宣传。新闻工作是一种艺术,它通过事实讲话,而不是跟人家针锋相对开辩论会,也不是板起面孔宣传。对资本主义国家的读者进行宣传,更要注意。
华侨是倾向祖国的,但受到反动宣传影响,我们的责任是去掉那些影响,使他们逐步了解祖国。我们的工作还有国际宣传的意义。
二、怎样才能做好宣传?
新的形势给我们的宣传工作提供了有利条件,很多新的地区会陆续打开,更多的任务要我们去完成。要根据不同地区,不同环境,不同对象的具体情况来决定新闻报道的方式。这需要有高度的技巧——要稳,要灵活,要避免主观。因此要研究各个具体问题的宣传方法,要多分析、研究各侨居地的特点、政治气候以及各具体侨报的态度和读者反映。
要记得:稿件登不登是人家决定的,切不要以主观愿望代替客观现实。
三、要多报道哪些方面?
我们经常报道的事情有两大类:一、我们需要华侨知道,不管他们原来有没有兴趣知道的,如官厅水库、治淮工程等;二、华侨希望了解,我们加以满足,使他们更好地了解的,如侨乡情况等。不能认为国内一切大事都是应该大力向华侨报道的,如新近的养猪问题就是一个明显的例子。
就华侨角度来说,对城市的报道要多于农村;对人民生活、工商业、文教事业的报道要多于农业经济;对华南侨乡的报道要多于内地。要多报道华侨熟悉的地方,以及突出的地方。华侨虽很多出自农村,但出洋后很多居住在城市;国内眷属也很多住城市,因此华侨比较熟悉城市情况,比较关心城市新闻。农村人口分散,作为个别的乡村来说,和它有直接关系的人不多,因此除侨乡外单独报道某个村、乡,作用就不大;城市事物集中,和它直接有关系的人多了,熟悉它的人也多,报道了影响的面广。新闻报道要照顾各阶层读者的兴趣。
四、要怎样报道?
报道时要多讲事实,要有故事性,要多一点人物的活动,有时可用第一人称,要能引人入胜。
特别要谈一些中年、老年人所熟悉的风俗、习惯、人情、景物,引起他们的回忆,思乡。通过旧的东西说明新的东西,能使人有亲切之感。
要特别注意报道两种人。一是老人。老人在旧社会是不值钱的,被推开的。要报道那些老翰林、老教育家、老中医、老工程师等。这些人往往和华侨还有联系,报道他们现在在做什么,生活得怎样,会使华侨体会到新社会的好处。我们报道新的人物,也应该报道旧人物的新情况,这才不会割断历史。二是普通人(就是在旧社会抬不起头的人)。写他们现在如何成为车间主任、农业社社长、劳模等。
新社会的风气和面貌也应该报道。
五、风格问题
华侨居住地的政治环境,以及华侨的文化水平、思想水平等具体情况一般都和国内的不一样。因此,针对海外华侨读者的报道一定要有它的特点。但这些特点是否就可以说是“华侨风格”?看来不必要用这个名词。当然,文章体裁方面,内容方面应多样化,花式品种要多一些,因为社会上的人是多样的,兴趣也各不相同。
上海新民报晚刊提出:“短,短些,再短些”,“软,软些,再软些”,“宽,宽些,再宽些”(报道面宽),对我们有参考价值。
国内的新闻、通讯很突出的是一个“长”字:篇幅太长,段落太长,句子太长,甚至“片语”(phrase)也太长。
我们要提倡:
1、短文,短段,短句子。长文章要多一些小标题,这是帮助读者,便利人家看。
2、突出。是主题突出。要使人家看了头一两句就非看下去不可。句子简单明了就自然会突出。外国人批评我们形容词太多,有时过(看)了两三道门(段)还看不出要说什么问题。
3、不要怕重复,报道要有连续性,要追着新闻去报道。
4、文字方面。华侨读文言较多,侨报社论有的用文言写,还要写到能朗读。有些报纸文章短,句子短,用文言又杂用方言,读起来有节奏。这是未可厚非的,它接近劳动人民。当然,文体问题还可以研究。这方面我们虽不能完全满足,但也应该注意。现在我们的新闻往往和语言还有距离。我们至少要做到:容易读,顺口。可以引用一些侨乡的成语、比喻,这能使人更感亲切,更能吸引读者。
(历史资料)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)