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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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直击中国基层治理的厦门探索:远亲不如近邻******

  (新时代新征程新伟业)直击中国基层治理的厦门探索:远亲不如近邻

  中新网厦门11月21日电 题:直击中国基层治理的厦门探索:远亲不如近邻

  中新网记者 杨伏山

  位于厦门市思明区的深田社区,因为“远亲不如近邻”理念在这里开花结果,悄然形成并发扬光大“近邻”模式,而闻名遐迩。中新网记者近日慕名走进深田社区,近距离感受了这一“近邻”模式散发的浓浓邻里情。

  在深田社区居委会,一位苗姓阿姨前来社区咨询为其老父亲办理残疾证事宜,社区残疾人联络员陈芳芳热情接待了她。在苗阿姨很快办完手续满意离开之后,陈芳芳告诉记者,苗阿姨父亲当年是抗美援朝战士,办理残疾证享有优惠政策;此前社区网格员已主动入户为其宣讲相关政策福利,并将表格交其家人。

  平日里,陈芳芳每天手上需要办理的事务不少,协助老人办理相关手续的确会更麻烦、费事些,但每当看到老人家办好事情后开心的神情洋溢在脸上,她很开心,“有一种能帮到人家好有成就感的感觉”。

深田社区居委会为居民提供服务。 李思源 摄深田社区居委会为居民提供服务。 李思源 摄

  深田过去地处厦门城郊,二十世纪三十年代始辟为新居民区,2000年底改制为社区居委会。回溯深田的历史脉络,深田社区网格员陈婷说,二十世纪三十年代百家村兴起,许多华侨来此投资落户安家;因为年代久远,百家村周边的这些华侨房子一度产生一些产权及归属相关的历史遗留问题。

  旅居菲律宾的侨胞施女士就遇上了长达20多年的侨房纠纷问题。她在深田的一处房产长期被人占用,房屋产权及归属问题一搁便是20多年。她身处异国他乡,反映无门。从老街坊邻居处听闻社区“万家和”调解平台上线,她便抱着一丝希望向社区求助。随后,社区调解服务队介入,经过与双方长达3个月的沟通、协调,最终促成双方和解。

  20多年一直没能解决的侨房纠纷,因为“近邻”模式的亲和力迎刃而解。深田社区党委副书记郭娴琳说,在解决这个问题的过程中,社区工作人员本着“远亲不如近邻”的精神内涵,多次上门或约见双方见面沟通,晓之以理,动之以情。

  “房屋产权人考虑实际使用人帮忙看护房子那么多年的现实,主动给予一定的经济补偿。虽然从法理上说,产权人不需要提供补偿,但产权人主动提供补偿,也兼顾了人情。”郭娴琳说,从调解的角度看,只要双方自愿,也不违反法律,达成共识就都不是问题。

  在深田社区居住了40多年、退休前为图强居委会主任的林彩霞对记者说,社区居委会工作的初心就是为了大家和睦相处,社区时常组织大家开展各种活动,坐在一起交流沟通,“大家经常见面,经常沟通,感情就好了。”

深田社区组织居民学习交流。 杨伏山 摄深田社区组织居民学习交流。 杨伏山 摄

  有了这样的感情基础,居民对社区工作也就有了更多的理解,更乐于自发参与社区治理。林彩霞说,谁家遇到困难了,大家纷纷伸出援手,“都来帮忙,同心协力。”

  对此,在深田社区居住超过40年的沈丽秀深有同感。她说,过去,小区都是旧房子,环境很乱,邻里之间少有往来,甚至“彼此连楼上住的谁也不知道”,老人有个病痛什么的也没人管;现在,小区设了助老员,新时代实验站多了好多年轻人,对老人非常关心,服务非常全面。“家里要是遇到什么问题,只要一个电话,就有人上门帮忙来了,真的非常贴心。”

  “邻里关系好了,邻里之间有什么困难,彼此都乐于互相帮助,互相关照,关系就越发亲密。”沈丽秀说。

  当下,都市里楼房盖得越来越高,邻居之间素不相识的现象却并不少见。郭娴琳表示,深田社区希望用这种“近邻”模式,让邻里关系能够更好。

深田社区居民晨练。 杨伏山 摄深田社区居民晨练。 杨伏山 摄

  在深田社区,居民走出家门,走进社区,通过参加社区举办的各式各样的活动,感受来自社区以及周边邻居的关爱与热情。

  伴随邻里之间以及对社区的认同、共情,更多的居民参与到社区的自治与共治当中来,社区组建的百事帮邻里互助服务队也吸引越来越多居民参与其中,发光发热,互帮互助,共建属于自己的美好家园。

  深田社区探索的“近邻”模式,在社区治理中彰显出强大聚合力。目前,“近邻”模式已在厦门全市推广。

志愿者入户为老人提供服务。 深田社区供图志愿者入户为老人提供服务。 深田社区供图

  “厦门在全市推广‘近邻’模式,对我们进一步做好社区治理,具有很大推动作用。”厦门市湖里区兴隆社区主任助理、台商熊麒向记者表示,兴隆社区较早引进台湾社区治理模式和经验,建设美好小区,内容上与“近邻”模式异曲同工。

  作为厦门市对台服务试点社区,兴隆社区现有300多名台胞在此居住、生活、创业。熊麒说,兴隆社区工作的特色主要是以两岸融合为主轴,“近邻”模式让台胞与社区居民互动很好。“我们将把‘远亲不如近邻’这一理念更凸显起来,促进两岸同胞融合发展。”

  如今,深田社区所属思明区委宣传部正创新打造思明近邻宣讲品牌,组建1个区级“近邻”宣讲团和10个街道“近邻”队,深入全区展开百场巡回宣讲,让厦门这座充满爱心的城市更和谐、更温馨。(完)

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