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)
酒店订餐、自己下厨、大厨上门……年夜饭你会怎么选?******
酒店订餐、自己下厨、大厨上门……年夜饭你会怎么选?
预制菜成年夜饭新宠
湖南华天大酒店推出预制菜外带年夜饭等服务以满足消费者过年期间的多元需求。长沙晚报全媒体记者 董阳 摄
长沙晚报全媒体记者 范宏欢
除夕将至,又到了一家人举杯共饮、恭迎新年的温暖时刻。作为一年中最重要的家宴之一,目前,不少长沙人已将年夜饭在哪吃提上日程。
记者了解到,长沙各大星级酒店纷纷推出丰盛的年夜饭大餐,部分酒店已经一桌难求。为满足消费者更多元的需求,部分品牌饭店推出年夜饭外送、大厨到家、新年礼盒等服务。一些商家也通过预制菜外带年夜饭、私人定制等新消费模式吸引消费者。
2000元至7000元的年夜饭套餐最受欢迎
“我们一大家子十来个人,大家觉得还是出来吃方便一些。”市民张先生告诉记者,今年他提前了解了长沙多家饭店、酒店的年夜饭套餐信息,最终选择了一个定价5388元的套餐,“有将近20道菜,赠送小吃和饮品,还有几张可以日常使用的现金券,感觉比较划算。”
目前长沙市场上的年夜饭套餐价位从千元到万元不等,其中2000元至7000元的套餐最受欢迎。套餐接待人数除了8至15人的中、大家庭,也有餐饮店推出3至6人的小家庭年夜饭套餐,以满足不同家庭的需求。例如湖南华天大酒店推出的3599元一桌10位的年夜饭套餐,其中就涵盖了山珍乳鸽汤、蒜蓉粉丝蒸鲍鱼仔、干锅小花螺等16道菜品。
菜色上,餐饮商家也尽量在传统年菜中进行调整,推出自家主打菜,力争在年夜饭市场中进一步打造自家品牌形象。例如,老许家大蒜炒腊肉作为传统湘菜品牌,年夜饭套餐更注重湘味,菜品均为传统湘菜。万达文华酒店则在菜单上加入粤菜等菜系,更注重菜系融合。
“我们今年是第一次推出年夜饭套餐,在原有菜品基础上增加了一些春节硬菜,有1388元的8人餐和2188元的10至12人餐,菜品包括八宝果饭、三鲜杂烩、海参大盆菜等。”老许家品牌相关负责人告诉记者,目前所有门店的包厢基本订满,公司正根据春节期间的客流量预测来对员工排班进行调整。
预制菜成年夜饭爆款
除了餐馆里的年夜饭,预制菜正在越来越多地走进寻常百姓家的春节餐桌。
“我和老公没有掌勺底气,父母年龄又大了,不希望他们辛苦,所以今年计划订一些预制菜,除夕晚上加热一下装盘就可以吃了。”90后白领胡悦说。记者发现,随着90后、00后逐渐成为消费主力军,方便又快捷的预制菜成为新宠。
在长沙各大商超的熟食区域,新年预制菜已经被摆在显眼位置。在华润万家蔡锷路店熟食区域,摆放着扣肉、腊鸭肉、剁椒蒸鱼等适合湖南人口味的预制湘菜,此外,还有羊杂煲、牛肉煲等系列预制火锅,不少消费者前来询价、购买。
一些老牌餐饮品牌也纷纷把招牌菜做成预制菜,联合电商平台开辟“年夜饭预制菜”购买专区。市民李女士告诉记者,今年年夜饭,她已经在网上买了一套5至6人年夜饭家宴套餐,包含6道冷菜,8道热菜,以及2份点心,大年三十晚上只要简单加工就可以开吃,省时又省事。
除此之外,长沙多家星级酒店均推出预制年菜礼盒,保质期30天到60天不等,受到消费者的喜爱。长沙圣爵菲斯酒店工作人员向记者透露,今年比较火的预制菜品有全家福火锅、黄焖牛腩钵、怀化麻阳鹅、梅菜扣肉、香芋煨风吹鸡等,目前已预定近200份,均在过年当天送餐到家。
星厨上门享受私人定制
扫码看花式年夜饭视频 拍摄 剪辑/董阳
“无意中看到酒店有大厨上门服务,就预约试一下。”家住岳麓区的徐女士这几天正在为年夜饭的事情操心。出去吃,人有点少,普通外卖又感觉不太正式,高品质酒店推出的大厨上门,倒是可以考虑。
近段时间,“上门代厨”成了热门话题,不知不觉火了起来。长沙多家酒店也抓住这一商机,在春节期间推出了星厨上门服务。湖南华天大酒店星厨到家主厨朱宇介绍,春节期间酒店推出了“星厨到家”品鉴套餐和尊享套餐,其中品鉴套餐售价2000元,包含十二道菜品,客人需自备原材料,厨师上门根据宾客要求提供烹制服务,尊享套餐则按300元每人起订,可选用固定菜单也可自点菜品。“用餐完毕后,我们还会为客人提供增值服务,负责餐具清洗、餐厅厨房区域的保洁卫生。”朱宇说。
此外,湖南顺天黄金海岸大酒店也推出了星级大厨到家服务,涵盖2999元/席的玉兔迎新套餐和4399元/席的瑞兔呈祥套餐。一些长沙地道湘菜馆也在春节前夕推出了大厨上门定制服务。无论是星级酒店还是连锁餐厅,都在主动寻求创新,以迎合不同消费者多元需求、注重烹饪品质的特点。
“今年以来生意经历过起伏,如今正步步向好。”长沙一家餐企老板表示,市场的火热让他重燃对餐饮业的信心,随着新年到来,相信生意会越来越好。