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)
刚需出手、市场回暖,1月北京二手房网签8308套******
今年1月,北京二手房带看量增加,议价空间缩小,成交加速。
今年1月,随着疫情影响减弱,积压的购房需求逐渐释放,北京二手房市场交易活跃度明显上升。
根据北京住建委官网数据显示,今年1月,北京二手房网签8308套,环比下降5.3%。抛开春节假期网签暂停的因素,1月1日至1月15日,北京二手房网签5152套,环比上涨51.6%。
展望2023年北京二手房市场,业内人士表示,随着市场逐步回归正轨,各方预期逐渐恢复,预计一季度北京二手住房市场总体表现或将超去年同期水平。
看房增多、议价缩小,刚需购房者出手买婚房
今年1月初,李女士和男友经北京链家看中了永泰东里小区一套两居室。这套小两居非常符合他们对婚房的期待,但业主报价比他们的预算高出几万元。经过两天考虑,李女士和男友接受了报价,但此时业主涨价3万元。他们放弃了这套房子,也产生了一些紧迫感,“现在看房的人多了,房子相对抢手,我们担心近期买不到合适的房子,决定尽早出手”。因此,他们赶在春节前定下相邻小区的一套小两居,虽然这套房子部分条件没有前一套房子那么完美,但价格在预算内,他们比较满意。
这并非个例。实际上,去年底,受疫情影响,部分购房需求积压,今年以来,北京二手房市场活跃度明显提升,购房需求陆续在1月释放。据北京链家海淀区永泰东里店商圈经理杨靖介绍,其门店今年1月份二手房成交量较去年12月有所提升,前来咨询的客户也明显增多,带看量翻倍,市场呈上升趋势。
闫中文为麦田房产广渠门大区富力城西区的区域经理,主要负责富力城小区。在今年1月份的购房者中,李明(化名)的买房故事,让闫中文印象较为深刻。李明为刚需购房者,不久前下定决心买入首套房,他看了很多房源后,选中了位于广渠门附近的一套住宅,然而房主有事外出不在北京,双方无法见面洽谈签约。李明就临时看了片区另一套主推房源,虽然该套房源之前不在李明的考虑范围内,但他还是选择当天就洽谈签约,不想再拖延了。
“今年1月份,刚需客户和置换客户看房比较多,之前犹豫的客户出价更果断了,而之前不愿加价的客户也愿意加价了。”闫中文表示,今年1月份其门店成交二手房3单,相较2022年同期有所上涨。
“现在客户不管是买房还是租房,目标都是比较明确,看到合适的房源,就可以随时去定房。从环比数据来看,今年1月份北苑片区内二手房成交量呈明显上升态势。”麦田房产北苑大区润泽西区店长姜德常如是说。
在21世纪不动产首开常青藤店业务经理乔友良看来,市场有成交量的前提是要有流量,就是看房。在疫情影响减弱后,不仅看房方便了,看房的客户也增加了,所以整体市场成交量会较疫情之前有较大提升。
在新增房源与客源情况方面,乔友良指出,1月新增房源量较之前有所降低,很多可能有计划出售房子的业主也存在观望的心态,或者等过一阵子再作出售的考虑,对市场和价格还是有一个较好的预期。客源量则较之前出现明显增加,整体房价的议价空间减小,甚至1月份有部分房源在原有底价基础上出现涨价成交。
甘家口商圈和紫竹院商圈,也是刚需和置换客户需求量较大的区域,据21世纪不动产诚信增光店M店经理王蕾介绍,1月份客户群体更活跃了,片区内二手房市场成交量增加了40%,“明显的感受是,每个房主都不好谈价了,房源议价空间明显降低。”
1月北京二手房网签8308套
根据北京市住建委官网数据显示,今年1月,北京二手房网签8308套,环比下降5.3%。抛开春节假期网签暂停的因素,1月1日至1月15日,北京二手房网签5152套,环比上涨51.6%。实际上,从2022年12月最后一周开始,随着疫情影响减弱,积压的购房需求逐渐释放,二手房交易量已显著增加。
北京链家研究院分析师冷会认为,今年1月份,北京二手房整体网签量之所以下降,主要有两方面原因:一是春节假期从业人员休假,网签业务部分暂停;二是网签数据相对滞后,无法及时反映实际市场情况。从主要经纪机构成交情况看,今年1月上半月二手住房市场恢复态势显著,下半月受春节假期影响成交节奏放缓,今年1月整体交易规模与去年春节月份(2022年2月)基本持平。
在价格方面,冷会表示,今年1月,北京中心城区成交占比显著提升,进而导致全市成交均价结构性上涨。据北京链家研究院统计数据显示,今年1月北京二手住房成交均价同环比均有小幅上涨,而从各区情况来看,多数城区价格走势平稳,价格波动幅度处于合理运行区间。
另据麦田房产监测显示,今年1月份全市(麦田覆盖楼盘)二手房挂牌均价和2022年12月相比持平,最近一年挂牌价呈现波动上升趋势,今年1月二手房挂牌价同比上涨3.24%。
值得一提的是,因疫情积压的购房需求开始释放,市场升温明显。麦田房产数据显示,今年1月前两周,带看量环比之前两周上涨55.7%,和去年春节前同一时间段相比,上涨14.9%。随着成交加速,二手房挂牌房源量也开始下降,1月第二周(1月9日-1月15日) 麦田在售房源总量环比上周下降0.1%。
业内:预计2月份北京二手房成交量有所上升
那么,接下来的北京二手房市场,将呈现怎样的发展态势呢?
对此,乔友良表示,从近两年市场整体数据来看,春节后整体的市场成交量都比较大,再加上疫情消退和一些利好政策的加持,预计2月份北京二手房成交量会有所上升。1月底、2月初,很大部分购房者属于看房选房阶段,预计在2月中旬左右会出现一个成交小高峰。
在采访中,不少经纪人也看好接下来的二手房市场走势,认为随着购房者陆续回京,2月将持续释放去年年底积压的购房需求,二手房成交量会继续上升,成交价格也将小幅上涨。
麦田分析师指出,今年1月北京二手房市场的热度和去年12月相比,客户入市意愿明显加强。随着带看量的上升,已经有部分房主出现惜售苗头,当前市场优质房源的去化速度明显变快。预计2月、3月份随着成交进一步升温,二手房议价空间将进一步减小。
“随着市场逐步回归正轨,各方预期逐渐恢复,预计今年一季度北京二手住房市场总体表现或将超去年同期水平。”冷会如是说。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)