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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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2023年研究生考试12月24日开考 部分省份明确考生考试期间全程戴口罩******

  2023年研究生考试明日开考 部分省份明确考生考试期间全程戴口罩

  12月24日,2023年全国硕士研究生招生考试(初试)即将开考。

  一类一策 分类设置考场考点

  各地根据教育部等三部门的专项部署,采取“一类一策”组考模式,分类设置考场考点,对于核酸阳性等考生,制定并组织实施赴考等保障措施,确保“如期考试、应考尽考、平安研考”。

  根据结合实际可有针对性设置核酸阴性考场、核酸阳性考场以及用于体温异常等突发异常情况的应急处置考场等的要求,上海市教育考试院提醒考生,因考点将根据12月21日上午考生核酸检测结果对考场进行重新编排,部分考生的考场信息可能会有调整,涉及考点、考场变更的信息将于12月22日下午至23日上午期间通过研招网站内信等渠道告知相关考生。核酸结果显示阳性的考生,通过专用通道,在特殊考场参加考试。

  黑龙江、湖北考点也将按照核酸检测或抗原检测结果分类安排考场并适时通知考生。湖北的各考点大门处按照检测结果分别设置专用通道,考生须根据考点进场路线安排进入相应考场。

  考虑到部分在沪居家的考生,上海市教育考试院还表示,相关部门会安排好考生在考试期间顺利出门应考。从外地返沪参加考试的考生,凭身份证明即可入住相关宾馆。考试当日,考生应在开考前60分钟到达考点,预留足够时间配合考点工作人员进行入场核验。

  教育部等三部门在专项部署中要求,考生进入考场前必须佩戴医用外科口罩或以上级别口罩,进入考场后坚持做好个人防护,提倡全程佩戴口罩。湖北、北京、山东等多个省份还明确,考试期间考生应全程佩戴口罩。

  多省份还表示,将加强考场防疫管理,强化考场通风消毒,配足配齐防疫物资、严格执行考场防疫规定,确保考生和工作人员身体健康安全。

  高校多措并举 护航学子学习备考

  随着研考的临近,面对疫情防控新阶段,各高校多管齐下,积极采取措施,努力为学子营造安全、便利的学习环境。

  在苏州大学,敬文书院的研考考生们正在书院开设的线上线下的“敬文研习室”里专心备考,进行最后的冲刺。

  苏州大学敬文书院辅导员 周彤:我们在跟学生的交流过程中,发现他们很多人反馈,很需要一个集体的复习氛围,在这种情况下我们开辟了线上的云端自习室,创造一个沉浸式的备考氛围,我们也请了各类导师来给同学们做专题的辅导,我们邀请了去年上岸(考上)的学长学姐,来给他们分享上岸的经验。同时我们也非常重视学生的保障服务,整体来说就是从营造考研氛围到细化考研的指导,再到保障备考服务上,我们尽量给学生创设一个好的学习环境和学习氛围。

  苏州大学敬文书院学生 曹沈欣:我遇到了许多志同道合的研友们,我们相互帮助、相互鼓励,遇到一些问题也可以去请教专业老师,来为我们及时解疑和答惑,学校跟书院也为我们提供了很多物资上的支持,让我们坚定考研的决心,完成自己的目标。

  中南大学在各个校区都开设了考研复习专用教室,同时学校学生学习指导与发展中心、心理中心为考研学生提供系列学业辅导服务和心理辅导服务等,助力在校考研学习的学生安心备考。

  除了开设考研自习室、云辅导平台,为同学们答疑解惑。不少高校还通过门户网站、微信等平台,及时发布研考温馨提示,并为考研学子送上防疫物资、考研加油包等,帮助学子们克服疫情带来的不便,积极备考,也送上美好祝福。

  在烟台大学,法学院专门绘制了原创漫画《法小研的一天》,记录“法小研”们勤奋刻苦的每一个瞬间,祝福他们在学海中乘风破浪。

  烟台大学生命科学学院食品质量与安全专业考研学生 刘璐:感谢学校为我们赴考保驾护航,心里很踏实,圆梦并不容易,我们一定竭尽全力。

  (央视新闻客户端 总台央视记者 潘虹旭 李晶晶 广东台 山东台 山东教育卫视)

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