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)
年货经济孕育消费新动能 电商平台“创新”年货之路******
阅读提示
以年货经济为主导的新消费模式,将引导更多的厂家积极创新,不断投入到年货市场的开发当中。年货经济背后反映的是实实在在的消费升级,目前年货经济还有很多潜力有待发掘。
春节临近,年货市场越来越红火,线上线下,处处洋溢着过年的喜庆气氛:中国结、红灯笼、熏肉腊肠、瓜果蔬菜,尤其年味满满的兔年春联、栩栩如生的兔子玩偶、红红火火的“兔元素”服饰,深受大众欢迎。
我们的记忆当中,年货是属于瓜果糖茶的记忆,超市、菜市场留下了采办年货的足迹。随着经济的飞迅发展,年货慢慢“进化”至数字藏品、坚果礼盒、预制菜等新潮产品,满足各类人群的需求。
年货经济一般发生在新一年的开始,具有一定的风向标作用,年货经济繁荣和健康消费需求的旺盛,将为全年消费增长奠定良好基础。天眼查数据显示,目前我国有坚果相关企业71.7万余家,预制菜相关企业6.4万余家,成为拉动消费增长的新动能。
年货经济背后,反映的是实实在在的消费升级,有利于进一步扩大消费占GDP的比重,促进GDP的高质量发展。
东西南北中 喜好各不同
挥别旧时光,憧憬好日子,年货买的是幸福,讲究的就是那份独特的年味。眼下,线上线下的年货节正如火如荼展开,天南海北的特色珍馐、非遗美味竞相借助电商平台走向千家万户。
“我们的百货商品不仅在线下卖得好,在重百云购上下单,最快隔日即能送到家,销售额也占比不小。”重庆百货新世纪商场负责人1月8日告诉记者,元旦以来,服饰、化妆品等商品持续热销,网购成为越来越多人购买年货的新时尚。
京东新百货销售数据显示,北京人买走了全国近两成的黄金转运珠,上海用户偏好高品质珍珠,江苏用户尤其喜爱20~50g不等的大克重金饰,如古法传承系列万元金手镯,在婚嫁、礼赠等场景需求旺盛。
年货节期间,川渝地区奢侈品钟表热销,其中腕表增长超12倍,儿童保暖、奢侈品和美妆同样消费力旺盛。湖北用户对夹棉家居服有着同样的高需求,搜索量同比增长都超过了200%,儿童拜年服搜索量同比增长则高达5倍,老年唐装同样是该区域最热销品类之一。
电商平台“创新”年货之路
连日来,随着各地经济复苏启动,年货节也作为岁末年初的重磅活动袭来。在各大电商平台上,各类花式好货已被呈递到消费者眼前。
记者从零售平台美团获悉,1月4日起,全国试点地区的消费者均可上美团搜索“数字人民币”,领取“团圆好彩头”兔年新春礼包,这是数字人民币借助佳节进一步融入百姓生活、提振民生消费的新动作。
1月5日,贵州茅台首次举办巽风数字世界线上发布会,发布兔年生肖酒,首次引入数字藏品。茅台集团党委书记、董事长丁雄军称,茅台与网易共同研发巽风数字世界,不仅开启了一场传统和现代融合的数字革命,更是茅台在数字经济领域探索新模式、开辟新赛道、构建新格局,助力高质量发展、现代化建设的有益实践。
在电商平台的助燃下,国潮受追捧,经典再流行。以前消费者想品尝狗不理包子,要到天津城各个门店购买,近几年,以拼多多为代表的新电商渠道大大拓展了消费群体。
与线下热闹的传统年货节活动相比,各大电商平台却“另辟蹊径”走起了“极简风”。记者对比多个电商平台后发现,今年年货节的电商玩法变化明显,多个电商平台均采用了“一件即可立减”的优惠规则,相较之前复杂的规则均都有了极大的简化。
此外,天猫年货节还联合中国老龄事业发展基金会共同发起“一页纸计划”,呼吁商家对商品说明书进行适老化改造,将繁杂难懂的说明书升级为针对重点功能清晰简述的“X步骤”简化版使用说明,让长辈们也能无障碍使用新科技。
如何挖掘年货经济的潜力?
“年货经济作为一种消费业态,因释放巨大消费潜力营造浓郁过年氛围而日益火爆,能在一定程度上促进城市的繁荣和发展。”重庆工商大学莫远明教授表示。
他认为,目前年货经济存在疫情下消费购买力下降、个别商家去库存价格虚高以次充好诱导促销、快递超负荷运转引发服务质量不高等问题,还有很多潜力有待发掘。从未来品质消费升级需求来看,进口商品占比仍有待提高。此外,服务消费占比偏低。“因此,年货经济不能忽视服务的供给能力,文化、娱乐、休闲、体育、健康等多个领域增加供给,是繁荣年货经济的重要抓手。”
“在物流通信等硬件设施已较全面普及的情况下,应进一步加强软件建设,挖掘下沉市场、年轻一代对本土产品和健康消费领域中的潜在消费者和市场。”苏宁金融研究院高级研究员陶金建议,年货经济应加大对电商、配送等新模式和金融服务在乡镇下沉的政策鼓励,将新业务在城乡间进行更同步的普及。
商务部研究院电子商务研究所副研究员洪勇则建议,各大电商平台应积极关注我国消费结构升级、消费模式创新的趋势,协助商家开拓直播电商、跨境电商、元宇宙电商等新业态新模式,持续优化物流体验,提供送货上门、送装一体等个性化年货服务。
“近年来,年货经济规模越来越大,每年都有新亮点、新趋势,孕育巨大消费新动能。新消费时尚会传导到上游供给端,促进供给结构优化,实现产业和消费双升级。”中国贸促会研究院国际贸易研究部主任赵萍表示,以年货经济为主导的新消费模式,将引导更多的厂家积极创新,不断投入到年货市场的开发当中。