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3分快32024-03-09

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)

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重新流动起来的春运 如何保障回乡顺利?如何做好基层防疫?******

  元旦一过,今年的春节就要来了,现在已是回家的时刻。过去两年,受疫情影响,就地过年、非必要不回家,都是热门词汇和太多人无可奈何的一种选择,但是今年不一样了,伴随着新冠马上由乙类甲管变成乙类乙管,久违了的抢票行动都瞬间回来了,不少热门路线从腊月二十八开始的火车票和机票已经被预订一空,今年这个为期40天的春运又有了更旺的人气。

  把常见的问题印在纸条上,发给前来问询、记性不好的乘客,福州火车站客运值班员赵静,正在服务自己的第19个春运。此刻人群熙攘的候车厅,赵静曾目睹过很长一段清冷的时光:最严峻的时候,偌大的广场看不到几名旅客,显示屏上的列车也屈指可数。

  福州火车站客运值班员 赵静:我们现在每天大概可以达到两万多,快三万人次的客流量,大包小包拎的,很明显感觉像是回家过年的,有带的年货的,拎玩具的,带着小朋友回家的,很久没有看到这样的场景了,虽然我们更加忙碌了,但是我也觉得是很开心的。

  目前,福州发往西南方向的车票,比如成都、重庆、贵阳,明显紧俏,不少都已售罄。其中,返乡探亲是绝对的主流。从本周日1月8日开始,全国对新冠病毒感染实施乙类乙管,过去因防疫限制流动的措施相继放开,不再查验乘客核酸阴性证明、健康码,不再开展落地检等。回家团圆的脚步愈发急切了。

  在外来人口较为聚集的上海,本周六,春运首日就增开了临时客车,满足游子们的返乡需求。上海铁路局介绍,今年春运长三角铁路40天预计发送旅客6000万人次,达到2019年同期的80%。为尽可能多地让有意愿的人们踏上归途,工作人员一直在动态分析后台售票数据,查看运力与出行需求能否适配,及时通过加挂车厢、增开临客的方法,提升运力保障。

  民航方面,随着1月8日取消入境全员核酸检测和集中隔离,海关口岸常规检疫无异常即可放行后,不少海外华人华侨也开始筹划回国团聚。

  德国华侨 苟思:我是很想去体会这种久违的年味,久违的亲情,真的非常期待回到家里,大家坐在一起吃一顿年夜饭。

  来自重庆的苟思,在德国从事了近十年贸易运输。她上一次回国还是2019年11月,此后在德国结婚生子,父母都没能来到身边。因为孩子太小,隔离不方便,她也一直没有回国。双方只能通过网络抚慰思念,分享新生命带来的喜悦。这一次,她订了春节回国的机票,打算和宝宝待到4月中旬再走。

  德国华侨 苟思:我小孩的胎发,我把它保存起来带给我的父母,因为他们毕竟错过了孩子的出生,虽然每天在视频能看到他们,但是如果我真的站在他们面前,比三年之前肯定是会苍老很多,我心里很怕这种落差感,我外婆现在住在我父母家,打算四代人在一起照一张大的全家福,带到德国来,挂在我在德国的家里。

  或许无论走了多远,春节团圆都刻在每一个国人基因的最深处。多家运营国际航线的航空公司明显感到,受防疫政策优化影响,入境航班高峰从1月初顺延到了1月8日之后,其中增长较为迅速的是来自欧洲、美洲和澳洲的航班,探亲留学生是主要的购票群体。

  春运,是一场异乡游子回家的旅程,也是辛苦劳作一年后最期待的一次奔波。随着疫情防控措施不断的优化调整,这新一年的春运在本周六拉开序幕。与往年相比,今年春运人流高峰与疫情高峰叠加,是近年来不确定性最多、情况最为复杂的一次春运。而这并不会动摇在外务工者回家的决心。

  深圳富士康公司员工 文滔滔:想念我妈妈做的菜,从年初出来工作,然后到现在还没回过家,太久没见了,想看看就是说家人他们过得好不好,我已经订了1月15日的票,归心似箭,都掰着手指头在那数。

  虽然工作地深圳距离家乡不远,但受疫情影响,这位来自湖南的女员工也已经一年没有回过家。已经在外多年的她经历过绿皮火车时期的漫长与拥挤,现在早已开通了高铁的行程为她节省了很多路上的时间,但以往的这时也不能让她完全省心,抢票,就成为回家路上的第一道闸口。而这两年公司为他们统一开通返乡购票窗口,从而让每位员工都有了一张回家的车票。

  深圳富士康公司员工 文滔滔:今年买票更加便捷了,往年是工会发了邮件过来,我们要把个人的信息填到表里面去,再提交给他们,再上传到票务系统。今年公司通过集团内部的App,我们把自己的相关信息提交上去,工会就会上传到票务系统,自动分票,分票也是电子票,比较方便退改签。

  这家公司的深圳园区主要由外来务工者组成,比例占到百分之九十,而今年有订票回家意愿的员工相交去年上涨了不少,只有个别几位员工因身体或个人因素选择留下来。而除去帮助购买来回的车票以及送站服务,该公司与所处的龙华区政府联动,为员工提供了口罩、防护服及应急药品,以保障员工春节假期返程的安全。

  不光是这一家公司,不少单位及企业都在近日陆续为即将返乡的员工开展了防控安全宣传培训。不再查验核酸及健康码,返乡人员需要在路途中更加谨慎,尽可能避免引起自身和家人的感染。

  此前,张家界桑植县县长公开喊话在外游子回家过年的一段视频因与过往一些地方“非必要不返乡”的倡议形成强烈反差,该段视频迅速引发舆论关注。

  张家界市桑植县县长 梁高武:在岁末年初,是漂泊在外的游子们最思念亲人、最思念家乡的时刻,是最盼望团圆的时刻,疫情三年大家想要回家的这种心情是非常急迫的,我们对返乡的人员现在进行了一个初步统计,到目前为止,我们已经有25000名外出的人员回来了,预计到春节的时候,总体可能有十万人要回到桑植,去年我们统计大概回乡的只有19000多人,不到两万。

  常年在外务工人员约有12万,其中中青年的比例就高达85%,作为春运目的地的桑植县已在本周五做出规划以应对即将到来的返乡潮。这同时会导致农村疫情防控工作加剧,桑植县提前以村、社区为网格,共建了318个网格,共摸排出了7.8万名的重点关照人群,发放了一个防疫健康服务包,并建立了更多的发热门诊,以备不时之需。

  张家界市桑植县县长 梁高武:让返乡的人群在车站能够第一时间坐上我们安排的专运加开车辆,能够及时地到达县城。第二是做好旅途的一些防护,一些健康的提醒,我们发放了十万份的健康服务手册,同时对每个乡镇实行了分类分级的就诊,开展了一个年货节,准备了丰富的春节文化活动,特别是我们山之民歌等等,要把我们的民间传统的这种文化在这次春节活动过程中,把他们展演出来,让大家真正感到有年的味道。

  就在本周四,国务院联防联控机制综合组发布通知,从1月8日开始,不再对自香港入境人员实施全员核酸检测,并恢复办理内地居民旅游、商务赴香港签注。同一天,香港特区也交代了与内地第一阶段“通关”的安排细节。这给有往来两地工作、生活需求的人们,打通了因疫情而受阻的门。也因为疫情影响,内地游客已与香港暌违三年之久,两地恢复通关,叠加春节出行预订窗口期,有行业专家预计香港旅游业将于春节前夕迎来一波显著的复苏势头。这正是出入境政策的优化,让沉寂近三年的出入境市场迎来的一道曙光。那么接下来,对于逐渐上涨的出入境需求,是否准备好了?

  方丽华从香港来深圳创业两年多,将自创融合服装品牌带到了内地。依托着大湾区的产业链和香港时尚设计理念,她的服装品牌很受欢迎。这两年因为疫情影响,两地间通关变得困难重重,在这期间方丽华只回过两次香港,项目推进缓慢,和亲人朋友也难以见面。

  香港创业青年 方丽华:我们拿了香港城市大学的技术,融合深圳的供应链,我经常是要每个月回一次香港去跟教授改进技术,优化技术,在过去的两年这个项目进展基本上是很难推动,每一次我回去基本要花费一个月,因为最长时间我可能要隔离21天,隔离之后基本上是抢不到号的,摇号就要耽误到十几天。

  方丽华曾面对的挑战,在有了两地通关安排之后发生转变。她可以根据“内地居民来港及香港人回港均不占用通关名额”一项顺利回家。而身在香港从事科技领域的80后港籍青年陈江,还需要根据从香港返回内地的通关条件,准备相应手续。

  目前,两地通关尚处在第一阶段,香港在本周四下午6点,开启了与内地通关的网上预约系统,仅14个小时,成功预约人数就超过了28.6万人,春节前后多天也已预约爆满。

  中国(深圳)综合开发研究院 常务副院长 郭万达:大家盼通关,特别是港澳同胞,对香港的经济一定是带来非常正面的影响,首先带来人流、旅游、商务多了,经济开始有活力了,当然对整个香港的旅游、贸易、金融,都会带来一个恢复性的增长,只要通关以后再到全面通关,以及对疫情本身走势的判断,以及人们这种要走出去的愿望,各种情况下来我觉得这个时间段到恢复常态也不会很久。

  疫情除了给有往来境内外工作和生活需求的人们带来不便之外,也让出境游按下暂停键至今已有35个月之久。就在刚刚过去的2022年底,国家卫健委印发《关于对新型冠状病毒感染实施“乙类乙管”的总体方案》,宣布从8日起取消入境后核酸检测及隔离政策,有序恢复受理审批中国公民因出国旅游、访友申请普通护照,恢复办理内地居民旅游、商务赴港签注。新政发布后,人们想要出境远行的念头又重新燃了,前往出入境办理业务的人群明显增多。

  对出行的有利政策接连释放,让内地赴香港、澳门航班查询量迅速攀升,春秋航空春节前一周内上海—香港机票预订量增长了6成。同时,专家认为,即便人们对出行热情高涨,但短时间内,受收入预期及安全性因素影响,游客信心需要时间恢复。同时,国际客运条件、出境游从业人员流失、各国入境检疫政策存在不确定性,也会制约着出境游的复苏进程。

  有钱没钱回家过年,是中国人年关的时刻,最朴素的一种情感,也是让中国人之所以是中国人的一种重要文化和精神支撑,今年回家的很多障碍消除了,回家成为现实,这是好事儿,但在人员流动的大潮之中,如何让乡村不成为防疫的脆弱之地,让家里的老人尤其是高龄老人被很好地保护和照料,也是过年时要过的一个关,年前的这一段日子,在回家这个主题之下,我们每个人和社会依然有太多的工作要做好,让这个年过得顺利,过得安全,过得健康!(央视新闻客户端)

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