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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)

中美商会总裁何迈可:在华美企看好中国市场继续开放的投资机会******

  【跨国企业在中国】

  编者按:

  走进在华跨国企业,听外企老总谈“中国式现代化机遇”、释“经济全球化之道”。

  中新网北京11月11日电 题:中美商会总裁何迈可:在华美企看好中国市场继续开放的投资机会

  中新财经 宫宏宇

  “我们很高兴看到,美国企业在中国仍然受到欢迎,并有更多机会。”近日,中国美国商会总裁何迈可(Michael Hart)接受中新财经专访时表示,多年来,中国一直是美国企业产品销售和生产的重要和极佳的市场。

  他表示,中国美国商会的会员公司填写问卷时表示,如果中国市场继续开放,在华美企将会继续积极看好中国,并寻找更多投资的机会。

  访谈实录摘要如下:

  中新网:作为商会负责人,能否请您介绍一下近年来在华美企总体的发展情况?

  何迈可(Michael Hart):作为一个非营利性、非政府组织,中美商会在中国代表着成百上千的美国公司,商会会员公司与中国商业联系十分深厚。

  多年来,中国始终是美国企业产品销售和生产的重要和极佳的市场。令我们自豪的是,美国公司在中国扮演着重要的角色,中美贸易是中国与海外最大的贸易关系。

  中新网:当前国际局势复杂多变,世界经济发展不确定性增多,这对跨国企业带来了哪些挑战?

  何迈可(Michael Hart):近期,在华美企面临着因疫情防控相关措施带来的国际旅行不便、疫情对全球供应链的影响等挑战。此外,中美两国之间的政治气氛也存在诸多不确定性。这让中国市场变得更具挑战性。

  具体来说,美企面临的最大的挑战是国际旅行不便,当前中美之间的航班远少于往常。对此,中美商会积极倡导增加中美间航班班次和缩短隔离期。

  中新网:新冠疫情给全球供应链稳定带来的冲击备受关注,请问您如何看待这种影响?跨国企业是如何应对的?

  何迈可(Michael Hart):疫情对供应链运作的影响备受关注,也更使人意识到中国在供应链中的重要地位。多家在华美企明确表示,他们并不排斥中国,并希望中国持续保持作为公司供应链中非常重要的一环。

  而为应对疫情对供应链的扰动,在华美企正努力寻求加强供应链保障的方法。措施之一是建造更多的仓库,通过多个环节增强供应链的稳定性。

  中新网:因美联储加息、中美经济周期差异等因素,美元出现持续升值,这是否会影响美国跨国企业的全球化布局的调整?

  何迈可(Michael Hart):短期来看,汇率波动和利率变化会使在华美企的经营策略出现一些调整,但美企并不太担心短期内的加息或汇率波动。

  一方面,跨国公司对汇率变化并不陌生;另一方面,汇率不是影响企业经营的主要因素。企业更关心的是市场是否良好,生产周期是否正常和物流如何运作等。

  中新网:中共二十大报告提出,推进高水平对外开放。中国国家发改委表示,将加大先进制造业、现代服务业、高新技术、节能环保等领域,以及中西部和东北地区对外商投资的支持力度。您认为这将给跨国企业带来哪些新机遇?

  何迈可(Michael Hart):中国国家发改委的工作人员表示,包括美国公司在内的外国公司在中国经济中扮演着重要角色,中国仍对外国的直接投资和业务感兴趣。

  我们对此很高兴。我认为,在华美企与中国是互惠互利的“双赢”关系。美企为中国做了很多贡献,同时也在中国取得了成功。

  在近日举行的中国国家发展改革委与美在华跨国企业高层圆桌会上,一些中美商会的会员公司对是否能够参与特定行业的投资表示出浓厚的兴趣,如绿色能源、电动汽车或其他新能源领域的业务。

  对此,中国国家发改委工作人员解读了美国公司在华发展的相关机遇。我们很高兴地看到,美国企业在中国仍然受到欢迎,未来将有更大的发展空间和机会。

  中新网:根据您了解到的情况,美国企业在中国后续的发展计划情况如何?

  何迈可(Michael Hart):随着中国市场越来越开放,美企在华投资的领域有所扩大。如,随着中国金融服务市场的不断开放和自由化,未来将有更多的外国金融公司被允许进入中国市场。汽车行业也是如此。最初,该领域的企业都必须是合资企业。现在,外企可以买下合伙人的股份,从而增加自己的股份。目前我们注意到,有更多的美国企业在相关领域投资。

  不过,部分行业仍对外资存在限制,如医疗卫生行业。在这些有潜在机会的领域,美国企业希望商会能够帮助提倡推动中国市场进一步开放,看到更多开放性的措施。

  通过填写中美商会的调查问卷,中美商会的会员公司纷纷表示,如果中国市场继续开放,有平衡和开放的框架,在华美企将会继续积极看好中国,并寻找更多投资的机会。(完)

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