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)
北京西城今年计划再新增义务教育学位1万个******
中新网北京1月6日电 (杜燕徐婧)2022年,北京市西城区共新增义务教育学位1万个。2023年,西城区将继续通过区域资源调整,区内外学位联动,推进学位保障工作,计划新增义务教育学位1万个。这是记者今天从北京市西城区两会上了解到的。
优质均衡发展迈出新步伐
北京市西城区委教育工委、区教委相关负责人介绍,2022年,北京市西城区围绕“巩固教育高原、打造教育高峰、做有温度的西城教育”的目标,守正创新,攻艰克难,团结奋进,在扩大优质资源供给、深入推进双减、加强教师队伍建设等方面取得明显成绩,优质均衡发展迈出新步伐。
2022年,北京市西城区共新增义务教育学位1万个。每个学区各增加2所初中学区派位学校,每个学区初中派位学校达到10所。
西城区启动19所“小而精”“小而美”特色学校建设,通过区领导联系学校、干部教师流动、教育教学质量提升、校园文化凝练、“大师营”等系列举措,推进这些规模较小的学校特色发展、高质量提升,构建美美与共、各具特色的教育生态,整体推动西城教育高水平优质均衡发展。
西城区启动“教师成长关爱工程”,涵盖四大方面16条举措,以广大教师最关心、最直接、最现实的问题为突破口,在提升师德素养、促进专业成长、创新激励机制、关爱身心发展等方面提出了一系列工作机制和有效措施。
在双减方面,通过推进作业质量提升工程、智学服务平台建设工程等,加强课堂教学研究,促进提质增效,丰富课后服务供给等,将双减工作进一步做深做实。同时,持续加强民办机构治理监管,防止问题反弹。
负责人表示,2023年,北京市西城区将进一步扩大优质教育资源覆盖面,继续通过区域资源调整,区内外学位联动,推进学位保障工作,计划新增义务教育学位1万个。
五育并举促进学生全面成长
北京市西城区将进一步实施“一校一案”,系统做好学校德育体系的建构,夯实德育工作的实效性。打造中小学一体化教师育德能力平台——“班主任节”,继续组织好“讲述育人故事”活动、区级优秀班主任、市级“紫禁杯”“我最喜爱的班主任”评选以及德育干部协作组交流等工作,加强德育队伍建设,提升全员育德水平。
西城区将通过开展“见字如面”、“西城区开学一课”等主题教育活动,培育学生的爱国情怀。
西城区将配齐劳动教育必修课专职教师,完善劳动教育评价体系,以劳动教育目标、内容要求为依据,将过程性评价和结果性评价结合起来,健全和完善学生劳动素养评价标准。同时,将全面加强和改进学校体育、美育工作。
全力打造“小而精”“小而美”学校
负责人表示,2023年,西城区将继续推进6所中学“小而精”和13所小学“小而美”工程,帮助学校全面提升教育教学环境和质量,实现内涵发展。积极开展多维度工作视导,通过专题研讨、校长论坛、学校展示等机会为学校“小而美”“小而精”建设提供展示平台。
北京市西城区教育部门将进一步加强调研,了解学校在“小而美”“小而精”项目上的建设需求,协调资源,帮助学校解决急难问题,实现学校高质量发展;加强精品意识,将项目建设与学校整体办学相结合,发挥学校内在驱动力,通过精品项目引领、学校全方位发力、教委全过程管理,推动学校发展迈上新的台阶,办老百姓满意的学校。
持续推进双减工作深入开展
西城区教育部门将进一步加强指导和服务,统筹各方力量,推进项目合作,为学校补充课后服务课程资源,丰富课后服务课程供给,提高课后服务质量。
各学校将进一步做好课堂教学提质增效。通过开展“课堂+作业+评价”的实践与研究,指导教师在课堂教学内容、教学方式、信息技术应用、课堂教学评价、作业设计等方面不断提升,全面提升课堂教学质量。通过加强校际间交流,达到智慧共享、共同提升。
全面提升教育信息化水平
西城区教育部门将重点推进西城区云课堂评价系统建设项目,完善校园教学智能设施和数据采集体系建设,实现区域教学过程性评价能力提升。完成线上作业平台、英语课堂互动教学、五育融合评价体系等重点项目建设。
北京市西城区将推进薄弱环节改造提升,增补完善各校校园信息化设施,包括校园有线网络、无线网络、电子班牌、数字广播、ip电话、直录播教室、英语听说教室基础环境。重点保障“小而美”“小而精”学校信息化环境提升。(完)
西城区将以点带面推进智慧校园建设,持续提升信息化服务教育教学能力。积极为各类教育信息化试点示范创造有利条件,重点抓好智联教室试点项目建设和“智慧校园”融合应用示范基地建设。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)