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)
坚持“房住不炒” 推进土地市场平稳健康发展******
坚持“房住不炒” 推进土地市场平稳健康发展
——北京市本年度第四批次商品住宅用地集中出让工作圆满完成
导 读
今日,北京市本年度第四批次商品住宅供地工作圆满完成,6宗地全部顺利成交,用地规模约15公顷,地上建筑规模约32万平方米,土地出让价款约135亿元。
北京第四批次供地坚决贯彻落实党的二十大精神,坚持房子是用来住的、不是用来炒的定位,坚持人民至上宗旨,坚持稳中求进总基调,坚决落实党中央“疫情要防住、经济要稳住、发展要安全”的要求,以新的精神面貌、新的奋进姿态,把党的二十大精神转化为奋进新征程、建功新时代的强大力量,把党的二十大战略部署转化为实际行动,稳妥推进商品住宅用地供应。
以需定供,合理布局,不断提高民生保障水平,使人民群众获得更可靠的社会保障
商品住宅供地始终秉承满足人民群众合理住房需求的原则,不断提升购房人满意度。本次供应宗地周边市政基础设施、公共服务设施等配套较为完善,未来可着力满足居民生活、工作需要。同时本年度大力推进轨道交通站点周边居住用地供应力度,从年内已成交供地项目看,超六成项目位于轨道交通站点周边。专家认为,北京从商品住宅供地端推动北京城市总体规划落地实施,加强轨道与城市建设时序协同及站点周边城市功能多元复合,推动轨道交通与周边用地融合发展,全面落实了“城市跟着轨道走”的发展要求。购房人认为,项目周边丰富的配套资源、便捷的出行条件从时间和空间两个维度上缓解了出行压力,提升了对未来住宅的期望值。
推进“三保”工作,设置竞现房销售面积方式,不断实现人民对美好生活的向往
在大力推进“保交楼、保民生、保稳定”工作中,北京土地市场切实履行政府责任,自2021年第二批次集中供地起采取竞现房销售面积方式,并结合实际效果不断推广,本次所有项目均设置此环节,且有3宗项目竞出现房销售面积。据统计,自集中供地以来供应项目中已实现现房销售面积约 27万平方米。现房项目充分考虑了未来企业资金回笼周期,在设置住房品质要求的前提下,预留了充足的利润空间,真实可见的房源提升购房安全感,维护住房消费者的合法权益,切实做到在发展中保障和改善民生,增进民生福祉。
坚持绿色发展理念,改善人居环境,推进宜居城市建设
为进一步推动经济社会发展绿色化、低碳化,提升城市发展竞争力,实现城市高质量发展,促进碳达峰和碳中和目标实现,北京市贯彻经济、绿色的建筑方针,继续坚持基本品质保障要求和高标准住宅建设标准的住房品质保障“多管齐下”,实施住宅高标准建设,从绿色建筑、装配式建筑、太阳能光伏或光热系统等方面大力发展绿色低碳产业,同时鼓励项目实施超低能耗建筑,推进从“住有所居”向“住更宜居”方向转变,提升人民生活品质,促进人与自然和谐共生,着力打造高质量发展首善之都。
以首善标准服务市场主体,营商环境持续优化,市场信心不断增强
北京土地市场以服务市场主体为导向,不断加大营商环境改革力度。从2021年底开始,采用预申请公告的形式提前向社会公布地块信息,地块周边市政材料及市政建设计划随预公告一并公布。与此同时,北京加强供地事前事后全方位服务,出让时落实“用地清单制”改革,将交通、水土保持、防洪、考古勘探等各类评估评价结果清单纳入土地供应招拍挂文件向社会公示,供地后加强手续审批统筹,提升审批效率,切实从“企业跑”向“政府干”转变。企业对此纷纷表示认同,认为北京信息发布及时全面,土地市场公开透明,竞买规则不断适应时代发展,企业在京投资信心更加坚定。特别是在疫情影响下,北京土地市场坚定信心、迎难而上,通过下大力气优化营商环境,采取有力措施激发市场活力,保障了土地市场平稳健康运行。
从成交情况看,北京落实国家各项房地产调控政策态度坚决,始终坚持“房子是用来住的,不是用来炒的”定位,从实际行动落实“稳地价、稳房价、稳预期”目标,奋力推动新时代首都发展。
今日成交结果如下:
1.朝阳区平房乡棚户区改造和环境整治项目(一期)PF-44地块R2二类居住用地土地面积约1.96公顷,规划建筑规模约4.9万平方米,最终由保利(北京)房地产开发有限公司和北京建工地产有限责任公司联合体以25.53亿元及竞报现房销售面积10000平方米竞得,成交楼面地价52092元/平方米。
2.朝阳区平房乡棚户区改造和环境整治项目(一期)PF-45地块R2二类居住用地土地面积约1.87公顷,规划建筑规模约4.67万平方米,最终由北京三元嘉业房地产开发有限公司以24.38亿元及竞报现房销售面积10000平方米竞得,成交楼面地价52202元/平方米。
3.朝阳区崔各庄乡奶西村棚户区改造土地开发项目29-321地块R2二类居住用地土地面积约3.19公顷,规划建筑规模约7.09万平方米,最终由北京金隅地产开发集团有限公司以32.315亿元及竞报现房销售面积35000平方米竞得,成交楼面地价45601元/平方米。
4.石景山区老古城综合改造土地一级开发项目1608-626地块R2二类居住用地土地面积约3.06公顷,规划建筑规模约7.08万平方米,最终由北京中海地产有限公司以28.4亿元竞得,成交楼面地价40116元/平方米。
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(文图:赵筱尘 巫邓炎)