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)
俄军换将后,基辅连续3天拉响防空警报******
中新网北京10月13日电(张乃月) 近日,乌克兰多地遭到导弹攻击,首都基辅连续三天响起防空警报。普京表示,俄军根据国防部的提议和总参谋部的计划,对乌实施了密集打击。
多方指出,这些行动背后,凸显出了一个人的风格——几天前刚刚出任俄罗斯特别军事行动总指挥的苏罗维金大将。
有着“末日将军”之称的苏罗维金为何在乌宣布“大反攻”、俄进行局部动员之际被任用?他有哪些与众不同之处?
此时发起猛攻,俄军意欲为何?
10月10日以来,乌克兰持续遭到导弹攻击,防空警报不断。多个地区的基础设施遭到打击,首都基辅开始轮流停电。
根据乌克兰方面的说法,10日俄军共发射了83枚导弹,其中45枚被乌防空部队拦截;11日,乌克兰总统泽连斯基称,当日上午俄军再次发射28枚导弹,其中20枚被乌军击落,此外乌军还击落不少无人机。
俄罗斯总统普京10日表示,俄军当天对使用远程高精度空基、海基及陆基武器对乌克兰能源、军事指挥和通信设施目标进行了密集打击。
资料图:当地时间2022年10月10日,乌克兰首都基辅市中心爆炸导致汽车燃烧。俄军为何在这个时候发起猛攻?
一方面,克里米亚大桥爆炸事件后,普京在联邦安全会议上向乌克兰发出警告,如果继续在俄领土实施“恐袭”,俄将作出“与俄受威胁水平相当的”强硬回应。
另一方面,英国《金融时报》分析称,普京在讲话中提到的打击,是“根据俄国防部的提议并根据俄总参谋部的计划”实施的,这番言论,自然指向了不久前刚被任命为特别军事行动总指挥的“强硬派将军”谢尔盖•苏罗维金。
乌克兰情报部门官员也表示,近期对乌克兰各地的打击“是他(苏罗维金)的风格”,这位新将打算展示出一些“立竿见影的效果”。
资料图:普京与苏罗维金(左)。普京祝他生日快乐,“末日将军”是谁?
英国媒体称,苏罗维金的绰号是“猛将”和“大决战将军”,俄罗斯媒体则叫他“末日将军”。这位10月11日刚过完56岁生日的将军,还接到了俄罗斯总统普京的生日贺电。
据俄新社介绍,这位俄罗斯陆军将军出生在新西伯利亚,曾以优异的成绩毕业于伏龙芝军事学院和俄联邦武装力量总参谋部军事学院。
苏罗维金1983年参军,俄罗斯卫星网称其为“一位真正的俄罗斯军官”。车臣领导人卡德罗夫也盛赞苏罗维金,称“从未怀疑过他的果断和专业精神”。正是由于能够做出艰难和非常规决定,他被称作“末日将军”。
他的履历扎实,指挥过连、营、团、师,历任俄第20集团军司令,东部军区司令。2017年,被任命为俄空天军总司令。2021年获得大将军衔。
苏罗维金拥有丰富的军事经验,曾负伤三次,被授予圣乔治勋章、勇气勋章和“军事功勋”多项荣誉。他参加过第二次车臣战争,也曾在叙利亚指挥俄罗斯军队。此前,苏罗维金在特别军事行动中指挥俄军“南方”部队集群。
《纽约时报》称苏罗维金是一位“以冷酷著称,且曾在复杂战争中长期作战的将军”。美国的国防研究机构则将形容他“是一个相当无情的指挥官”“脾气暴躁”。乌克兰国防部情报局局长布达诺夫曾评价他“知道如何与轰炸机和导弹打交道”。
2017年6月9日,苏罗维金在国防部会议上发言。这位既“冷酷”又“经验丰富”的大将为何能在这个时候成为俄罗斯特别军事行动的总指挥?
BBC评论称,由于近期乌军在东部和南部地区展开反攻,俄军补给线克里米亚大桥又发生爆炸,俄总统普京面临内部压力,苏罗维金和空袭行动在一定程度上是“普京对鹰派的回应”。
根据《每日邮报》和德国《FOCUS》杂志的分析,目前俄武装部队存在陆、海、空不协调的问题,苏罗维金虽然是陆军将军,但也曾指挥过空军。这或许是普京选择任用他的另一个原因。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |