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彩之家app2023-01-31 16:05

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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墨西哥驻华大使施雅德:墨中关系充满活力 在华工作充实有信心******

  (中国这十年·他论)墨西哥驻华大使施雅德:墨中关系充满活力 在华工作充实有信心

  中新社北京9月26日电 题:墨西哥驻华大使施雅德:墨中关系充满活力 在华工作充实有信心

  中新社记者 肖欣

  “中国在过去十年间取得卓越的发展成就。这种发展从沿海到内陆,并不局限于经济增长,还涉及科技、医疗、农业等诸多领域”,墨西哥驻华大使施雅德在接受中新社记者专访、细数近年来墨中合作项目时说,担任驻华大使“让我感到充实”,对合作造福于两国人民既“自豪”又“有信心”。

图为8月16日在北京拍摄的墨西哥驻华大使施雅德。 中新社发 墨西哥驻华大使馆 供图图为8月16日在北京拍摄的墨西哥驻华大使施雅德。 中新社发 墨西哥驻华大使馆 供图

  今年2月14日是墨西哥与中国建交50周年纪念日。“墨西哥和中国半个世纪的外交关系硕果累累。”施雅德表示,自建交以来,历任墨西哥总统都在任期内访问过中国,以增进两国间政治对话和互信,加强经贸及各领域交流与合作。“各层级政府间对话、经贸往来和双边合作都反映出我们紧密的双边关系,尤其是自2013年以来建立的全面战略伙伴关系充满活力”。

  “我希望强调我们与中方合作的重要性。”施雅德指出,中国是墨西哥第二大贸易伙伴,墨西哥也是中国在拉美和加勒比地区的第二大贸易伙伴。

图为2022年7月21日,重庆,墨西哥作为主宾国参加第四届中国西部国际投资贸易洽谈会。  中新社发 墨西哥驻华大使馆 供图  图为2022年7月21日,重庆,墨西哥作为主宾国参加第四届中国西部国际投资贸易洽谈会。  中新社发 墨西哥驻华大使馆 供图

  他还强调,墨西哥和中国都拥有悠久丰富的历史文化。两国文化在对方的美食、艺术等各方面有着源远流长的融合呈现。近年来,两国的教育和文化交流不断加强,“越来越多的墨西哥人有兴趣学习汉语,并希望来到中国留学,中国人对了解墨西哥的兴趣也不断增加。”

  施雅德介绍,多年来,墨中共同开发的合作项目涵盖减贫与发展、灾害管理、气候变化、智慧城市规划、数字经济、中医药等诸多领域,“两国在共同感兴趣的领域分享着各自的宝贵经验”。他还透露,“最近,我们正重点努力推进一项更富雄心的合作计划,给予科技领域‘优先机会’,在人工智能、航天技术、电信等领域,两国的决策者和行业专家将展开交流与合作。”

  作为“专家型”外交官,施雅德曾参与世界贸易组织(WTO)筹建,并担任WTO负责经济和发展问题的副总干事,见证并支持了中国加入WTO。此后,他又赴任岭南大学副校长、香港中文大学深圳校区副校长等职,专题研究中国贸易和金融体系。担任驻华大使以来,这位深谙经济发展与多边合作的“专家”热衷参与和推介一些惠及民生的“小项目”。

图为2022年7月21日,重庆,墨西哥作为主宾国参加第四届中国西部国际投资贸易洽谈会。 中新社发  墨西哥驻华大使馆 供图图为2022年7月21日,重庆,墨西哥作为主宾国参加第四届中国西部国际投资贸易洽谈会。 中新社发  墨西哥驻华大使馆 供图

  “最近有两个让我非常自豪的例子”,施雅德告诉记者,“一是由重庆市政府资助的在线培训项目,它使墨西哥中小企业所有者有机会了解数字化,通过电子商务获得更好的增长机会;二是与福建省政府合作的‘菌草’种植技术推广项目,菌草可作为牲畜饲料,其种植还可改善土壤以提高农作物产量,为贫困地区民众创造额外的收入。”

  “毫无疑问,这些项目将为许多墨西哥民众带来可持续的生产方式和更好的生活”,施雅德强调,“墨方将继续以长远发展的眼光,与中方共同培育这些意义深远的项目。”

  合作的意义也在两国携手抗击新冠肺炎过程中得到充分彰显。施雅德表示,从疫情之初,墨西哥就得到来自中国各级政府的支援。

  他介绍说,在疫情最初阶段,中方的援助主要集中在提供防护装备和全球急需的呼吸机等医疗器械方面,这让墨西哥能够配备呼吸机的医院床位几乎增加了两倍。危急时刻,作为通向拉美和加勒比地区的门户,墨西哥城和上海市建立起“空中绿色通道”,2020年至2021年,往返两国间的350架次飞行将抗疫急需的医疗物资送达拉美多国。

  在第二阶段的疫苗合作中,墨西哥率先批准三种中国新冠疫苗的紧急使用。2020年至2021年,墨方累计收到来自中国的超过3400万剂疫苗。

图为2022年5月28日,郑州-墨西哥城定期货运航班首航仪式,此次首航也标志着两国间直航的恢复。 中新社发 墨西哥驻华大使馆 供图图为2022年5月28日,郑州-墨西哥城定期货运航班首航仪式,此次首航也标志着两国间直航的恢复。 中新社发 墨西哥驻华大使馆 供图

  在施雅德看来,中国的公共卫生外交在全球新冠疫情防控中发挥了重要作用。其中,墨中守望相助的故事更是两国深化合作利好拉美和加勒比国家的缩影。

  “墨西哥在拉美地区扮演着重要角色”,施雅德指出,作为该地区第二大经济体和人口第二大国,基于历史、文化、语言、经济、社会各方面的紧密联系,墨西哥与该地区其他国家都保持着牢固和友好的关系。在区域合作中,墨西哥是该地区的重要捐助国之一,也是联合国拉丁美洲和加勒比经济委员会、美洲国家组织、拉美和加勒比国家共同体等区域组织的积极成员。

  “同时,墨西哥与中国有着密切的友谊”,施雅德说,“这令墨西哥具有强大的影响力,可以为促进拉中关系作出重要贡献。”他补充说,墨西哥2020年至2021年担任拉美和加勒比国家共同体轮值主席国期间,在科技创新、农业、传统医药、减贫与发展等领域同中国展开广泛交流合作,在2021年底成功举行的拉中论坛第三届部长会议上,各方达成未来三年合作路线图。

  “担任驻华大使让我感到充实”,施雅德说,“我有信心,我们两个伟大的国家将在经济、人文等各领域更紧密地团结合作,造福于民。”(完)

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