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)
习近平:全面学习把握落实党的二十大精神 奋力夺取全面建设社会主义现代化国家新胜利******
原标题:习近平在中共中央政治局第一次集体学习时强调
全面学习把握落实党的二十大精神
奋力夺取全面建设社会主义现代化国家新胜利
新华社北京10月26日电 二十届中共中央政治局10月25日下午就学习贯彻党的二十大精神进行第一次集体学习。中共中央总书记习近平在主持学习时强调,党的二十大在政治上、理论上、实践上取得了一系列重大成果,就新时代新征程党和国家事业发展制定了大政方针和战略部署,是我们党团结带领人民全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴的政治宣言和行动纲领。全党要在全面学习、全面把握、全面落实上下功夫,坚定不移把党的二十大提出的目标任务落到实处,奋力夺取全面建设社会主义现代化国家新胜利。
李强、赵乐际、王沪宁、蔡奇、丁薛祥、李希就深刻领会和贯彻落实党的二十大精神谈了体会。他们表示,党的二十大高举中国特色社会主义伟大旗帜,坚持马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观,全面贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,深刻阐述了新时代10年的伟大变革及其里程碑意义,习近平新时代中国特色社会主义思想的世界观、方法论和贯穿其中的立场观点方法,新时代新征程中国共产党的使命任务,中国式现代化的中国特色、本质要求和必须牢牢把握的重大原则等重大理论和实践问题,确定了到2035年我国发展的总体目标和未来5年的主要目标任务,对加强党的全面领导和推进新时代党的建设新的伟大工程作出了部署,为新时代新征程党和国家事业发展指明了前进方向、提供了根本遵循。我们要坚决维护习近平总书记党中央的核心、全党的核心地位,维护以习近平同志为核心的党中央权威和集中统一领导。要深刻领悟“两个确立”的决定性意义,牢记“国之大者”,增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”,以昂扬的精神状态、务实的工作作风贯彻落实党的二十大精神,努力在新征程上开创党和国家事业发展新局面。
中共中央政治局各位同志认真听取了他们的意见。
习近平在主持学习时发表了讲话。他指出,学习宣传贯彻党的二十大精神是当前和今后一个时期全党全国的首要政治任务。中央政治局要带头抓好全党全国学习宣传贯彻党的二十大精神,推动党的二十大精神广泛深入为广大干部群众所了解和掌握。
习近平强调,学习贯彻党的二十大精神,要在全面学习上下功夫。只有全面、系统、深入学习,才能完整、准确、全面领会党的二十大精神,对是什么、干什么、怎么干了然于胸,为贯彻落实打下坚实基础。首先要读原文、悟原理。领导干部要原原本本学习报告,同时要把学习大会报告同学习大会系列讲话和相关文件结合起来,同学习党的十八大报告、十九大报告精神结合起来,联系着学。新时代以来,党的理论创新和实践创新是十分生动的,我们的学习也应该是生动的,不能仅停留在记住一些概念和提法。要紧密联系党的十八大以来党和国家事业取得的历史性成就、发生的历史性变革,联系这些年来我们走过的极不寻常、极不平凡的历程,联系我们深化改革开放、推动高质量发展、有效应对重大风险挑战的具体实践,联系国际环境深刻变化,深刻领悟党的二十大关于党和国家事业发展大政方针和战略部署的历史逻辑、理论逻辑、实践逻辑。
习近平指出,学习贯彻党的二十大精神,要在全面把握上下功夫。党的二十大精神内容十分丰富,既有政治上的高瞻远瞩和理论上的深邃思考,也有目标上的科学设定和工作上的战略部署,这些是相互联系、有机统一的。只有坚持历史和现实、理论和实践、国际和国内相结合的办法,从整体到局部、再从局部到整体进行反复揣摩,才能全面掌握党的二十大精神,避免知其一而不知其二,知其然而不知其所以然。要全面把握新时代中国特色社会主义思想的世界观、方法论和贯穿其中的立场观点方法,深刻领会“两个结合”、“六个坚持”,正确认识把握新时代中国特色社会主义思想的精神实质。要全面把握新时代10年伟大变革的深刻内涵和重大意义,深刻感悟这些伟大变革对党、对中国人民、对社会主义现代化建设、对科学社会主义在21世纪中国的发展的深远影响,深刻领会在新时代新征程上必须坚持新时代党的创新理论和战略布局、战略举措不动摇,坚定战略自信。要全面把握中国式现代化的中国特色、本质要求和必须牢牢把握的重大原则,深刻理解中国式现代化理论和全面建设社会主义现代化国家战略布局的关系,认识到前者是后者的理论支撑,从而深刻理解全面建设社会主义现代化国家战略布局的科学性和必然性。要全面把握党的二十大作出的各项战略部署,紧密联系我国发展面临的新的战略机遇、新的战略任务、新的战略阶段、新的战略要求、新的战略环境,深刻认识实现全面建设社会主义现代化国家各项目标任务的艰巨性和复杂性,增强贯彻落实的自觉性和坚定性。
习近平强调,学习贯彻党的二十大精神,要在全面落实上下功夫。空谈误国、实干兴邦,一分部署、九分落实。不注重抓落实,不认真抓好落实,再好的规划和部署都会沦为空中楼阁。贯彻落实党的二十大精神要有计划、有部署,在把握总目标、总方向、总要求的前提下,对各项目标和任务进行细化,有针对性地拿出落实的具体方案,制定明确的时间表、施工图,扎扎实实向前推进。政治局的同志要带头真抓实干,就分管的领域或主政的地方学习贯彻党的二十大精神工作作出部署,抓紧行动起来。党的二十大所作出的决策部署涵盖改革发展稳定、内政外交国防、治党治国治军各方面,全国人大、国务院、全国政协、中央军委等各有关方面和有关部门要制定贯彻落实方案,提出明确要求,既要抓进度,更要重质量。党的二十大确定的目标任务有近期的,有中期的,也有长期的,要分清轻重缓急,既要全面推进,又要突出重点;既要狠抓当前,又要着眼长远,多办打基础、利长远的事,防止搞形式主义、官僚主义。各地区各部门要结合自身实际,把党中央提出的战略部署转化为本地区本部门的工作任务。要牢固树立全国一盘棋思想,谋划和推动本地区本部门工作要以贯彻党中央决策部署为前提,创造性开展工作,做到既为一域增光、又为全局添彩。
习近平指出,政治局的同志们尤其要带头维护党中央权威和集中统一领导,带头贯彻党中央决策部署,带头顾全大局,在履行自身职责、抓好分管工作的同时,注意兼顾上下左右,加强协同配合。要发扬斗争精神,增强斗争本领,着力夯实防风险、迎挑战、抗打压的实力,勇于面对各种风险挑战,勇于克服各种困难,坚定不移把党中央决策部署落到实处。
习近平指出,党中央将就学习宣传贯彻党的二十大精神作出部署。有关部门要细化工作方案,推动党的二十大精神进机关、进企事业单位、进城乡社区、进校园、进军营、进各类新经济组织和新社会组织、进网站。各级党校(行政学院)要把学习贯彻党的二十大精神作为干部培训的主要内容。各地区各部门要抓紧组织干部集中轮训。各级领导干部要亲力亲为,既要做实干家,又要做宣传家,带头宣讲。宣传思想工作部门要精心组织、统筹安排,抓好宣传思想教育工作,加强对外宣介工作,引导国际社会全面了解党和国家的大政方针和发展战略。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)