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)
东西问丨铁木尔·沙伊梅尔格诺夫:哈中交往30年,为国之交带来哪些启示?******
中新社阿斯塔纳12月30日电 题:哈中交往30年,为国之交带来哪些启示?
——专访哈萨克斯坦资深外交官、国际问题专家铁木尔·沙伊梅尔格诺夫
中新社记者 张硕
自1992年正式建交以来,中国与哈萨克斯坦实现了从友好关系到永久全面战略伙伴关系的跨越式发展,成为睦邻友好的典范之一。在错综复杂的国际环境中,中哈交往也为不同国家与文明的相处提供了借鉴。
日前,《中国—哈萨克斯坦:睦邻友好与互利合作的三十年》一书在哈出版发行,书中记录了两国关系的重要发展阶段与诸多重要时刻。该书主创作者铁木尔·沙伊梅尔格诺夫接受中新社“东西问”独家专访,分享了一位哈萨克斯坦国际问题专家视角下哈中交往30年的思考。
现将访谈实录摘要如下:
中新社记者:中哈建交30年,双边关系实现跨越式发展给哈萨克斯坦带来哪些影响?
沙伊梅尔格诺夫:邻国之间必然产生关联,哈中交往同样如此。20世纪90年代以来,两国都实现了快速发展,对亚洲成为全球经济中心地带产生了积极影响。中国已成为世界第二大经济体,哈萨克斯坦也迈入全球最具竞争力国家前50名。我们不会停止追求进步,也许这就是两个邻居相互吸引的原因。
谈论哈中关系对哈萨克斯坦的影响时,我认为首先要从政治层面说起。中国是最早承认哈萨克斯坦独立并与哈建交的国家之一,从而表明了对哈友好态度。20世纪90年代,哈萨克斯坦自愿弃核,这个决定得到包括中国在内的国际社会高度评价。两国还签署了国界协定与勘界协议,通过法律途径全面解决了两国边界问题。
多年来,两国经济实现快速发展。哈萨克斯坦通过与中国合作实现石油和天然气多元化出口,同时吸引了中国数百亿美元投资。2013年,中方在哈萨克斯坦提出共建丝绸之路经济带倡议,如今“一带一路”倡议已成为全球合作的典范,将140多个国家联系在一起,取得了诸多建设成就。
江苏连云港,中国-哈萨克斯坦(连云港)物流基地装卸忙。王健民 摄哈萨克斯坦是世界上最大的内陆国家,也是连接亚欧的交通要道,很多亚欧贸易从此过境。这从根本上确立了哈萨克斯坦作为亚欧大陆运输桥梁的国际定位。
借用中国古语“三十而立”来形容哈中关系再恰当不过。在过去30年里,两国友好关系为合作发展奠定了基础。30年的时间,哈萨克斯坦建立起了自己的国家,获得了国际尊重,而中国也已逐步成为拥有强大影响力和经济技术能力的国家。
如今,哈萨克斯坦人民正满怀信心地为实现国家繁荣前进,中国人民正在为实现“两个一百年”奋斗目标而奋斗,哈中两国人民怀揣相似愿景并为之努力。站上两国关系发展的新起点,我相信哈中将携手开创下一个“黄金30年”。
中新社记者:您为何说参与共建“一带一路”给哈萨克斯坦带来了“看得见的繁荣”?
沙伊梅尔格诺夫:“一带一路”已成为参与广泛的国际合作倡议。哈萨克斯坦正处于这一国际经济活动的核心位置,用地缘经济学的话来说,东西方陆桥的主要优势在于,货物从中国经哈萨克斯坦运往欧洲仅需15天左右,而海运则需45天。
通过对国际经济形势研判,哈方寻求将其独特的地理位置优势转化为实际的经济利益。当下,全球地缘政治局势复杂,处于亚欧十字路口的哈萨克斯坦具有很大的过境潜力,可充当亚欧间最重要的陆路走廊与运输中转枢纽。
在阿拉木图举行的第二十五届“交通和物流”国际展览会上,中国机械装备产品吸引客商参观和咨询。达恩克 摄同时,为响应“一带一路”倡议,哈方提出了旨在大规模改造升级哈境内交通基础设施并联通国际走廊的“光明之路”新经济政策,为本国融入全球货运体系提供保障。
这一投资超90亿美元的基础设施项目,已成为哈萨克斯坦参与共建“一带一路”的重要内容,并可能转化为地缘经济优势。新亚欧大陆桥也使哈萨克斯坦拥有了一条驶向大海的快捷通道,对于无法进入海上贸易路线的哈萨克斯坦来说,具有战略意义,也意味着全新的发展机遇。
中新社记者:哈中两国有着2000多年文明交往史,如何理解这种历史基础在中哈关系发展中的作用?
在哈萨克斯坦举行的“中国文化日”活动上的茶艺表演。张硕 摄沙伊梅尔格诺夫:据史料记载,哈萨克斯坦跟中国的渊源最早可追溯到2000多年前。自古以来,两国经贸交流活跃、文化合作深入,对欧亚之间政治文化交流产生了重要影响。从历史和地理层面而言,哈中两国注定要比邻而居、共同发展,做真诚的朋友、可靠的伙伴。
从公元前2世纪古丝绸之路建立到21世纪丝绸之路复兴,这也是哈中两国人民交往的编年史。哈萨克斯坦是古丝绸之路交往的核心区域,在推动人类文明交流中发挥过重要作用。古丝绸之路横贯哈全境,旧都阿拉木图更可谓丝绸之路的咽喉,是古代中国通往中亚之路的必经之地。
在新疆乌鲁木齐举办的第七届中国-亚欧博览会上,哈萨克斯坦展区商品丰富吸引参观者围观。刘新 摄几个世纪以来,两国之间一直保持着密切联系。毫无疑问,关于哈中关系的讨论会唤起人们对伟大丝绸之路的记忆。这条独特的跨境陆上通道以经贸、文化和人文纽带连接起东西方,为世界历史留下了深刻印记,不仅影响了亚欧文明的发展,也形象反映出哈中交往的深度与广度。
如今,两国逐步将双边关系提升到“永久全面战略伙伴关系”新高度,我理解的“永久”一词意指哈中作为邻邦,注定交往密切,几千年来亦如此。而在现代关系发展中,双方交往呈现出广泛而平衡的特点——两国在政治领域进行建设性对话,在经济领域开展密切合作,可以说,我们几乎不存在不互动的领域。
努尔苏丹(现阿斯塔纳)当地中学生在阅读汉语教材。文龙杰 摄中新社记者:在您看来,中哈交往30年给国家之间的相处带来了哪些重要启示?
沙伊梅尔格诺夫:哈中两国真正建立了堪称典范的国家间关系。在很短的时间内,哈中合作取得了令人瞩目的成就,为两国关系长远发展奠定了坚实基础。
首先,双方保持了元首密切交往的良好传统,充分发挥元首外交对双边关系发展的重要战略引领作用,完善总理定期会晤机制,保持哈中合作委员会高效运转,使两国战略伙伴关系得以稳定系统发展。
其次,哈中关系不断深化有助于实现本地区的长治久安。两国在重大国际议题上有着相同立场和共同语言,在联合国、上海合作组织、亚洲相互协作与信任措施会议和“中国+中亚五国”会晤机制等多边机制框架内扩大合作、加强协调,共同维护地区和平安宁。
北京集邮爱好者展示《上海合作组织青岛峰会》纪念邮票。上海合作组织是中国、哈萨克斯坦以及各成员国之间开展多双边外交的重要平台。卞正锋 摄此外,在全球经济下行背景下,哈中经贸合作对世界经济复苏和增长作出贡献。在过去30年里,两国在经济、交通运输、农业等各领域建立了良好的互利合作关系,双边贸易增长近50倍。为强化日益密切的区域关系,哈中两国重点开展交通物流与产业合作,共同在哈境内打造数十个新工业项目。
中新社记者:您如何理解哈萨克斯坦正在推进的“新哈萨克斯坦”发展战略?在此战略下,哈对外交往将发生哪些改变?
沙伊梅尔格诺夫:托卡耶夫总统提出的“新哈萨克斯坦”发展战略,是一项旨在实现国家政治制度全面现代化的改革倡议,其核心是建设一个新的、公正的哈萨克斯坦,并为每个人提供平等机会。这意味着哈萨克斯坦正寻求通过自身发展壮大为未来可持续发展创造更多可能。
托卡耶夫到访中国社会科学院并发表演讲。富田 摄托卡耶夫在11月底举行的总统宣誓就职典礼上曾说,哈萨克斯坦的发展将主要依靠自己,同时积极拓展同各领域的国际合作,包括吸引外资。在谈到外交领域时,他明确指出,哈萨克斯坦将继续执行平衡、建设性的外交政策。其优先关注的重点,将是与俄罗斯、中国、中亚伙伴国家以及欧亚经济联盟伙伴之间的关系问题。
因此,哈萨克斯坦对中国的外交政策不会发生改变,相反,哈萨克斯坦将与中国一道,坚定不移巩固双边关系,让两国和两国人民友好世代传承。
这也被记录在双方于2022年9月签署的两国建交30周年联合声明中。双方还同意,进入新阶段,愿秉持相互尊重、睦邻友好、同舟共济、互利共赢的精神,进一步加强双边对话,精心打造双边关系下一个“黄金30年”。这表明哈中对未来合作持乐观态度,并有意在新阶段发展更加密切的伙伴关系。(完)
受访者简介:
铁木尔·沙伊梅尔格诺夫,哈萨克斯坦资深外交官、国际问题专家。曾担任哈国防与航空航天工业部副部长、哈外交部国际信息委员会主席等职务。现任哈萨克斯坦高级智库、哈萨克斯坦首任总统图书馆副馆长。其所在机构下设的科研中心为哈总统及国家部门起草各领域权威研究分析报告。其主要研究方向为国际关系与地缘政治,以及中亚安全和一体化进程问题,发表科研著作90余部。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |