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)
“世界小商品之都”开市:客流超预期,有店铺散货被抢空******
“今年开年气势不一样,就是春天来了的感觉。”
2月2日下午,义乌鉴鉴织带有限公司负责人龚红英拿着一叠厚厚的订货单告诉第一财经,开市当天,店里发货量较去年同期至少翻番。原本给每家店配齐的员工忙不过来,她也亲自下场帮着对货、发货。
2月2日,“世界小商品之都”义乌国际商贸城正式迎来兔年开市日。和去年的光景不同,今年这个“乙类乙管”后的首个市场开市日,不仅客流量明显增多,而且商城内大部分店铺都如期开门,早早忙碌了起来。
当天一早就出现的交通拥堵,成为义乌商户们“幸福的烦恼”。除了所剩无几的停车位,堆积在商场门外打包完毕的物流纸箱,也成为久违的风景。受到疫情严重冲击的“世界小商品之都”,正在肉眼可见地恢复活力。
市场活起来了
热闹、忙碌,是开市首日多数义乌商户的共同感受。春江水暖鸭先知,这样的变化也为他们增加了信心。
“今年开市比前两年的人气都要旺,整体市场肯定会比疫情期间要好,这是绝对的。”以内销为主的义乌永银银豪负责人徐小宝对第一财经表示,开市当天就有老客户下了20多个订单,而在疫情期间,开市首日的订单不过个位数,相当于翻了数倍,“很少有客户像今年这样着急来补货,市场就是这样,开放了就会活起来”。
“今天看起来是很热闹,有些店铺的散货说是都被抢空了。”义乌恒鑫玩具负责人张智敏对第一财经表示,目前手上订单比较充足,“工人一回来就有活干,我们招工也会更大胆一些”。她预计今年的订单将实现两位数增长。
徐小宝说,有些店铺部分品类的库存不一定充足,也没料到今天的流量会这么大,所以的确可能卖空。对于他们来说,由于备货充足,并没有出现卖断货的情况。但按照当前的势头,今年的整体业绩增长20%左右应该是没什么问题。
由于不少客户在开市前几天就催着发货,徐小宝从正月初八就开始发货,龚红英他们更是从初七就忙碌地扎进了仓库。
在疫情期间业绩基本持平的龚红英说,今年实现增长是肯定的,预计能恢复到疫情前几年约在20%的增幅。
“好几个客户已经在办签证准备进来了。”浙江义乌市伊凌诺卫浴有限公司总经理刘军明告诉第一财经,最近几天已经有20多个客户在询盘,也已有多个客户下了订单了,询盘量和下单量都要超过去年。根据初步预计,2023年的增长率可以达到36%左右。
在今年的市场开拓上,刘军明表示,他们将多管齐下,一方面约一拨客户进来,一方面自己也主动出国拜访客户,并继续鼓励当地的代理商参加国际展会。
张智敏也表示,春节期间,已经有不少老外客户在问候中明确表示,他们很快就要来中国。
事实上,不少常驻在义乌或者在2022年乘坐义乌政府商务包机从国外飞来义乌的外商,已在开市首日抢先开启了大采购。
数据显示,目前义乌常驻外商数量达1万余人,且数量仍在不断增加。作为去年义乌包机团接来的外国客商,印度商人迪帕克已经与老供应商敲定了一笔200万元的船袜订单,这也成为了双方兔年的“开张生意”。
今年1月20日回到义乌的印度商人RAJA,做的第一件事则是市场调研。在他看来,新一年的市场前景乐观,这促使他决定增设一家新公司,并计划今年采购超过400个柜的义乌制造。
开启了今年全国首架外商包机的义乌外贸,在疫情下展现出了韧性。官方数据显示,在多重超预期因素的冲击下,2022年全年义乌市进出口总值达4788亿元,较上年增长22.7%;其中出口4316.4亿元,同比增长18%;进口471.6亿元,同比增长93.5%,增速分别高于全省9.6、4.0和82.8个百分点,进出口、出口和进口值占全省份额分别为10.2%、12.6%和3.8%,较上年分别提升0.8、0.5和1.6个百分点。
供应链发力
在刘军明看来,要想吸引客户就必须在供应端持续发力,“主要练内功,让产品朝专精特新的方向转型,服务也更加系统化”。
疫情期间,刘军明和团队针对材料创新的持续投入有望在今年迎来更多回报。这种看起来并不“高效”的创新,为他们降低了原本以铜为主的成本,守住利润的同时也用更具竞争力的新品吸引了更多客户。
对龚红英来说,新年开发新品的频率将会更高,“去年一周出一两款新品,今年四五款肯定要的”。在2日的开市首日,一次性推出十几款新品的他们也迎来了超预期的客流。
事实上,在疫情期间,为了守住业绩,他们也并没有停止新品开发,“如果不开发新品,生意只会更差”。受俄乌冲突影响,俄罗斯方面的订单腰斩近半的他们,通过内销的增长弥补了空缺。坚持亲自守在店铺的龚红英认为,老板娘必须来到市场才能真正接地气,在各类客户身上第一时间看到市场趋势,获得一手信息。
当然,与市场接地气的同时,在渠道上则需要与时俱进,“在市场上等客户上门的时代已经过去”,因此,不管是小红书还是抖音,不管是短视频还是直播,内销与外贸两条腿走路的龚红英他们也在主动尝试、积极布局。
张智敏说,2022年海运费回稳,这让深受海运费暴涨影响的玩具出口有所好转,而坚持开发新产品,成了他们稳住订单的关键。今年,他们将继续加大新品的研发力度,“今年新开的模具已经有好几套了,会推出一系列的新品”。
徐小宝认为,客户拿货的欲望大,供应端开发新品的积极性自然就会更强。
随着义乌市场节后重启,工厂、电商、物流等相关业态正在全面复苏,不过整体市场和供应链要恢复到疫情前的状态,还需要时间。
对企业而言,向好回暖的趋势是确定的,但大趋势下仍然存在不确定性,复苏的程度到底如何也是未知数。
徐小宝提出,与在疫情期间主要通过和主播合作的方式来销售不同,今年直播带货的模式有望趋于稳定,线下消费将会加快恢复。受疫情冲击不得不关闭或转行的实体商场,重新开启还需要一些时间,跟着市场复苏的供应端,要加大投入并恢复到疫情前的状态,也可能会经历一段时间的观察期和滞后期。
他认为,今年的生意要想恢复到2019年疫情前的规模,恐怕还是难的。不过,开市的热闹释放出了积极的信号,也让他们对今年有了更大的信心和期待。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)