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)
河南开封:“六个重大”淬炼年轻干部 实践锻炼再谱“开封篇章”******
央广网开封12月29日消息(记者 彭华 通讯员 廖峰李启军)经风雨、见世面、壮筋骨、长才干……新时代对年轻干部的选拔培养越发注重“德行”与“能力”,迈上新征程,为了更好地培养年轻干部,践行“勇做时代高质量发展开路先锋”的使命,开封市委提出把抓实重大任务、重大事项、重大民生、重大项目、重大改革、重大创新“六个重大”作为推进高质量发展的主攻方向,把选派年轻干部服务发展一线作为实现高质量发展的重要保障,探索出了一条推进事业发展与培养识别干部有机融合、一体推进的年轻干部成长新路径,谱写了年轻干部培养的“开封篇章”。
益海嘉里项目服务专员张军超组织项目施工单位召开疫情防控闭环管理部署会(央广网发 开封市委组织部 供图)
2021年4月,开封市委正式启动年轻干部“六个重大”实践锻炼工作,在全市范围内筛选出50家龙头企业、50家双高企业、50家专精特新培育企业和50家重点帮扶企业,从市级领导分包的“三个一批”项目中,选取50个签约项目、50个开工项目、50个投产项目,分配给从基层中选派出的100名朝气富有活力的“六个重大”实践锻炼小组年轻干部,使这些年轻干部走进企业、走进项目,以实际行动解决企业、项目和群众急难愁盼的问题。在实践锻炼过程中,年轻干部们还担负着企业党建指导员、项目服务专员、巡察专员、督导专员、信访专员“五大员”职责,指导企业党建工作,宣传惠企政策,协调具体问题,监督营商环境。
吴元斐带领企业负责人推介企业新品——真皮学生鞋(央广网发 开封市委组织部 供图)
“驻企期间,解决企业遇到的问题,就是对我们年轻人的提升和锻炼,我们分析问题成因、寻找问题核心、梳理解决思路、执行解决方案,看到问题解决后,企业更加有信心地投入经营发展中,作为年轻人,我们也更加有信心做好今后的工作”12月28日,到帮扶企业沟通问题解决进度的开封市委“六个重大”实践锻炼小组成员吴元斐说。
在他的帮扶下,开封当地一家皮革企业多年未解决的问题得到了很好的解决,企业负责人陈海霞坦言:“吴元斐平均一周来我们这里4、5次,调研、摸排问题、告诉我们问题的解决进度。在他的多方奔走和协调下,我们面临的难题、问题一个个被解决,打从心里更加认可现在这些年轻的党员干部!”
开封市“六个重大”实践锻炼工作开展以来,企业对年轻干部的赞誉不绝于耳。据悉,截至目前,100名年轻干部累计指导企业新建党组织47个,党组织覆盖率达到93%,新发展预备党员163人;服务分包项目累计完成投资652.3亿元,新开工项目84个,实际开工建设项目83个,开工率98.8%;应竣工项目45个,实际竣工项目31个,竣工率68.9%,“三个一批”综合成绩在河南省连续两次排名第一;协助解决企业问题726个,提供法律、政策信息1183次,全市固定资产投资增速、企业问题解决率均居全省第4。
与以往年轻干部实践锻炼工作相比,开封市委“六个重大”实践锻炼具有规模大、导向明、方式新、职责实的特点。经过层层把关,全市首批共确定100名年轻干部参与“六个重大”实践锻炼,人数历年最多。在选派过程中,把“最讲政治、最敢担当、最能干成事、群众最公认、人岗最相适”作为考察识别年轻干部的“黄金五条”,明确提出理想信念坚定优先选、工作实绩突出优先选、敢担当善作为优先选、有基层工作经历优先选,纸上谈兵型不选、不担当不作为不选、缺乏创新意识不选“四选三不选”原则,除明确报名人员职级须为正科级、年龄须为39岁以下、学历须为本科及以上外,加大从各个领域、各条战线、各个行业调配干部力度,将报名人员身份放宽至市直机关、市直事业单位、市管高校中在编在岗的公务员(含参公)或具有干部身份的工作人员,破除阻碍干部交流的“玻璃门”“旋转门”,真正让有潜力的干部选得上、作风实的干部出得来。
为做好“传帮带”,由开封市委书记担任组长,市委常委、组织部部长担任常务副组长的“六个重大”实践锻炼领导小组第一时间成立“六个重大”实践锻炼临时党委和临时党支部,所有选派人员进行集中办公,实践锻炼人员分组编入相应的党支部,选择统筹能力强、沟通协调能力强的成员担任各支部班长、副班长,确保年轻干部“长得快”“墩得实”。为使每名年轻干部在实践锻炼中职责清晰,开封市委为每名选派干部明确具体服务的项目、分包的企业,促进参加实践锻炼的年轻干部能够提升干部党务工作、经济管理和社会治理水平。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)