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)
民生百态中诠释基层治理——《县委大院》为现实题材增添新的“打开方式”******
光明日报记者 牛梦笛 光明日报通讯员 孙小雪
近日,温暖现实主义题材剧《县委大院》在央视一套首轮播出收官。据“中国视听大数据”(CVB)统计,该剧每集平均收视率1.944%。该剧从“基层治理”的角度切入,让观众在一幕幕烟火日常和民生百态中领略县委大院生动的故事,不少观众直呼“追剧追出上班的感觉”,年轻观众组团探讨“考公的尽头”。
《县委大院》何以掀起如此热闹的追剧潮?该剧由“大处着眼、小处着手”,展现基层干部和群众携手共建家园的群像故事,以潜移默化、共情共勉的方式传递上下一心的精神风貌,为现实题材增添新的“打开方式”。
立足现实,多维度描绘基层群像
在《县委大院》生动的故事之下,是丰富立体的群像。从剧集“共建光明”版海报中可以窥见一隅:梅晓歌、艾鲜枝等领导现场指挥,基层干部群众齐心协力添砖加瓦,一幅充满温暖现实主义的基层干群全景图就此定格。《县委大院》从不同性格特点的光明县干部群众出发,讲述了县乡一线机关的工作和生活日常,折射出新时代基层干部为人民幸福生活奋斗的美好愿景,引发广大观众的共鸣。
作为一部群像戏,《县委大院》细腻地刻画了众多人物的性格,无论是干部还是群众,都是多维度、立体化的。《县委大院》的编剧王小枪为积累创作素材,挂职担任副县长六个月,这段切身经历为塑造生动立体的人物形象提供了扎实的基础。审慎坚定的梅晓歌,雷厉风行的艾鲜枝,淳朴真诚的林志为……众多栩栩如生的角色让观众印象深刻:干练的梅晓歌因财政紧张,会“腆着脸面”向其他县借钱;行事一板一眼的吕青山被钉子户引到现场,也会开始好言相商;开发商郑总听说居民拆迁变卦,被训之后强颜欢笑撇清关系。剧中的每个人物都有着普通人的真实一面:有进退两难时候的迷茫,也有焦头烂额的疲惫,因此造就了每个角色鲜活生动、充满记忆点的性格特点,一幅鲜活的基层群像便就此展开。
王小枪表示,这部剧的故事和人物都是虚构的,但是这些虚构人物背后的温度和质感都是真实的。“现实题材作品,细节的真实感是第一道关”。《县委大院》通过平凡人的视角,让观众看见光明县“真实”的行政生态圈,从而得以窥见大时代背景下千千万万个基层干部。
聚焦一线,以小见大彰显基层治理价值
用小人物折射大时代,以小切口讲述大主题,细小的工作事件逐渐剖析出县委大院的各个层面:工厂生产环境考察、老城区的拆迁与重建,以及群众的突然上访,县委大院中的工作实则是一系列关乎光明县生存发展的大事,对应着基层治理中的难点、痛点、破局点。比如,为了优化营商环境,梅晓歌“明察暗访”后让羊汤店老板帮忙发起座谈会,面对面接受商家老板吐槽和抱怨。问题浮出水面,困难逐一解决。在故事推进的过程中,剧情将一个个散点编织成线、成网,可视可感的基层治理图鉴一点点铺就出来。
中国文艺评论家协会副主席张德祥认为:“主创注目于基层,基层遇到的涉及社会发展与群众切身利益的环节,基层干部的作风与作为都得到了充分的表现,对当下的基层工作有一定的示范和启发效应。”《县委大院》对不同层级干部的执政理念、工作作风描绘得细腻真实。特别是在推进拆迁、环保、医改等重点工作中,更是将各级领导干部的政绩观、党员群众的价值观和企业老板的利益观刻画得入木三分。《县委大院》里,基层干部一边担起省市拟定的发展任务,一边着手基层治理的棘手难题,而这些困境也正是基层工作千头万绪的浓缩,透过《县委大院》整个剧情的故事脉络,观众看到了基层社会治理工作中各个系统的一个个缩影。
基层社会治理是一项庞大的系统性工程,虽然一部电视剧难以概括完基层社会治理所面临的所有现实困境,但由此带来的基层社会治理工作的未竟之问却值得深思。借由这部电视剧,更多人把目光投向县域,拓展和深化了普通人对县域治理的认识和理解。
《县委大院》“以小见大”,对县域治理结构、县域基层生态进行呈现,带领广大观众走近了这看似遥远却与国计民生息息相关的基层话题。《县委大院》真正做到了扎根现实,融合生活化场景和细节,赋予角色烟火气,以光明县辐射基层百态,这种从“个体”到“时代”的格局层次,也让该剧成为现实题材中颇具代表性的力作。
以人为本搭建共情桥梁,全民关注引热议
虽然《县委大院》是以光明县作为“基础坐标”,但许多观众觉得,“剧情好像能‘辐射’到自己的生活”。基层工作桩桩件件,怎么呈现才能真实且生动,让观众有代入感?《县委大院》给出了答案:通过渲染最易共情的情感,把看似零散却悉数归于基层治理中的典型难题拍“活”。
在个性鲜明的人物群像、层层推进的基层治理日常之外,真实生动的人情往来是《县委大院》的一大看点。正如中国传媒大学人文学院副院长、教授陈友军所言:“县委大院生动塑造了致力于乡村绿色发展、为民生奔忙的基层干部形象,主创没有将他们视为图解政策的符号,而是写出了他们的喜怒哀乐。”如迁坟事件不被理解,作为干部的郝东风动之以情、晓之以理,得到奶奶的理解。剧中描绘的这些人际交往的故事,无不是基层干部间为了人民的美好生活互相支持、彼此成就的印证,也因此打动观众。
《县委大院》将目光聚焦在光明县的基层工作,真正折射出基层治理的多样内涵:一个多方人员沟通的场域,一个家庭式的集体和一群有人情味的基层干部。观众体验的真实生活是什么样,故事情节发展就是什么样,如此一来,观众在看剧的时候更有代入感,也能够更深层次地了解基层干部的真实工作状态。
“县一级阵地,必须由心中有党、对党忠诚的人坚守”,这是剧集开篇的一句台词,更是国家对“县委大院”的具体要求。如今,《县委大院》首轮收官,但该剧的价值释放并没有就此止步。其中,将镜头聚焦真实个体描绘基层群像,以人为本搭建共情桥梁的现实主义创作手法值得借鉴,为今后现实题材作品带来更多思考。
《光明日报》( 2023年01月09日 09版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)