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)
31省份CPI出炉:20地稳在“1时代”,有你家乡吗******
中新经纬1月17日电 (王永乐)日前,国家统计局公布了31省份2022年12月居民消费价格指数(CPI)。中新经纬梳理发现,12月,21省份CPI同比涨幅高于上月。其中,重庆最高为涨2.7%,陕西最低涨1.0%。
图源:国家统计局网站21地CPI涨幅扩大
国家统计局数据显示,2022年全年,全国CPI比上年上涨2.0%。12月,全国CPI环比持平,同比上涨1.8%。同比涨幅较11月扩大0.2个百分点,连续两个月处于“1时代”。
中新经纬梳理发现,31省份12月CPI同比均为上涨,涨幅高于或低于全国水平的省份分别为13个和14个,11月分别为11个和15个。从涨幅来看,海南等21省份涨幅高于11月,上月仅有海南涨幅扩大;3省份与11月持平,上月持平省份仅有西藏;7省份涨幅低于11月,上月则有29省份涨幅收窄。此外,值得注意的是,“2时代”省份较上月增加5地。
具体来看,重庆、新疆、广东、上海、福建、西藏、青海、江苏、江西、湖北、海南、山西、甘肃等13省份涨幅高于全国水平,其中重庆等11省份处于“2时代”,较上月增加了广东、上海等5省份;北京、辽宁、吉林、浙江涨幅与全国水平持平;天津、黑龙江、广西、四川、云南、宁夏、河北、山东、内蒙古、湖南、安徽、贵州、河南、陕西等14省份涨幅低于全国水平。
另外,从增减幅来看,海南继续居首,增加0.9个百分点,新疆降幅最大为0.6个百分点。
东北证券宏观报告指出,受疫情影响,12月CPI通胀较前月稍有回升,但回升幅度略低于市场预期。结构上,菜价与猪价对冲,食品仍是主要贡献力量,油价对CPI形成小幅拖累,核心CPI较前月略有升温。
未来CPI怎么走?
官方:有能力继续保持物价总体稳定
2022年,国内物价保持平稳运行态势。对于2023年物价,从官方和机构预测来看,高通胀风险不大。
针对2023年物价走势,国家发改委价格司司长万劲松1月12日表示,尽管国际大宗商品价格可能高位波动,输入性通胀压力仍然存在,但我国物价保持平稳运行具有坚实基础。粮食生产连续丰收,生猪产能合理充裕,重要民生商品供应充足,基础能源保障有力,保供稳价体系进一步健全,完全有信心、有能力继续保持物价总体稳定。
国盛证券首席经济学家熊园等发文指出,2023年通胀风险可控,CPI中枢可能升至2.1%左右,节奏上前高后低,1至2月可能阶段性升至3.0%左右。
文章同时列出两大不确定性因素:一是防疫政策优化之后,需求集中释放、叠加2022年偏松货币政策的滞后影响,服务价格有阶段性脉冲式上行风险;二是地缘政治不确定性仍强,全球能源危机、粮食危机仍有较强不确定性,可能增加我国输入型通胀压力。
平安证券报告预计,2023年上半年CPI的阶段性高点在一季度,可能会达到2.5%上下。超季节性因素中,可能猪价的影响最大,但涨幅也相对可控,上半年CPI可能仍然难以突破3.0%。
东方金诚首席宏观分析师王青认为,消费修复有可能带动CPI涨幅阶段性扩大,特别是与服务消费相关的文娱旅游、酒店、机票等价格可能出现较快上涨。预计2023年CPI涨幅中枢会有所抬高,全年累计涨幅有望达到2.5%左右,其中年初运行在2.0%或略高的温和区间。
“2023年猪周期将主要运行在价格下行阶段,前期美欧货币当局大幅收紧政策会带动 2023年海外通胀较快降温,这些因素都不支持国内CPI在2023年出现大幅上涨。”王青表示。
东北证券宏观报告预计,叠加基数影响测算,2023年CPI通胀全年呈V型走势,7月迎来年内低点,三四季度将趋势上行。其中需要注意两点:一是受猪价显著拖累,1月CPI同比较2022年12月难有显著抬升,而2月受基数影响将成为上半年通胀高点;二是核心CPI将趋势向上,但是供需矛盾转换需要时间,叠加2022年M1货币供给同比连续收缩,核心CPI上行节奏相对可控。(中新经纬APP)
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(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |