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)
流行音乐:时代特有的动人旋律******
作者:吴慧娟(福州大学人文学院教授、福建省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特邀研究员)
当代中国流行音乐的兴起,与改革开放有着密切而直接的关系。伴随着商品经济的迅速发展,港台流行音乐也在内地快速蔓延,并为音像市场繁荣发展打下基础。
内地歌迷最先接触到的流行音乐歌手,就是被誉为“甜歌皇后”的邓丽君。20世纪70年代末,邓丽君演唱的《甜蜜蜜》《小城故事》等流行歌曲,传入内地的千家万户。甜而不腻的清新唱法,欢快轻盈的曲调,易于理解的歌词,给改革开放初期的内地打开了一扇流行音乐之窗。邓丽君的歌曲深刻影响了内地乐坛,一大批歌手从模仿她开始走上流行音乐演唱道路,一大批音乐人靠听邓丽君的音乐掌握了流行音乐写作技巧。
“洋装虽然穿在身,我心依然是中国心,我的祖先早已把我的一切,烙上中国印。”在1984年央视春晚舞台上,一首《我的中国心》通过电视机传遍大江南北,激昂的歌声激发了国人的民族自豪感。80年代,《万里长城永不倒》《万水千山总是情》《我的中国心》《龙的传人》等港台爱国歌曲得到广泛传唱,在大众中激发了浓烈的爱国情怀和血浓于水的民族自豪感。
流行歌曲在争议声中迅速崛起,并逐渐演变成为大众流行文化。年轻人以哼唱流行歌曲为乐趣,全国大型声乐比赛设置了“通俗演唱”奖项,正式承认了流行音乐的地位。从此,中国歌坛“通俗”“美声”“民族”三种唱法开始并驾齐驱。流行歌曲的种类开始增多,校园民谣、摇滚、迪斯科等萌芽发育。一曲表达人类呼唤和平和真情的《让世界充满爱》,通过百名歌星的集体演唱,向世界展示当代中国流行音乐风采,将这一时期的流行音乐推向高潮。
时间来到90年代,音乐创作呈现繁荣景象。虽然港台音乐仍然不容忽视,但内地流行音乐的原创力量开始得到社会认可。《亚洲雄风》《黑头发飘起来》等亚运歌曲走红,雄壮的流行歌曲与国际体育大赛结合,犹如一股流行音乐的传播“飓风”,感染了全体民众。摇滚乐走向高潮期,组乐队成为年轻人的时尚潮流。城市民谣、校园民谣、军营民谣及说唱乐、爵士乐等不同风格的流行音乐百花齐放,《小芳》《同桌的你》《一封家书》等代表作,触动了亿万年轻人的心,反映了工业化初期,中国人口流动加快的社会变化。《东方之珠》《七子之歌》等回归音乐涌现,见证香港、澳门回到祖国怀抱,坎坷沧桑、大气恢宏的艺术效果,深深印在每位中华儿女的心头。
伴随着社会经济的发展,流行音乐也走向繁荣阶段。制作精良的MTV将视听效果推向极致,流行音乐的艺术特征,也由此得到了彰显。“卡拉OK”在全国遍地开花,成为大众娱乐消遣的潮流消费,年轻人呼朋唤友K歌玩耍,商人把唱“卡拉OK”作为招待客人的保留节目,民间涌现出无数“麦霸”,这些世俗化消费的典型标志,体现出当代中国流行音乐的大众化、商业化。
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在去年底,一首《孤勇者》横空出世。《孤勇者》本来是一款电子游戏的主题曲,却实现了破圈效应,在大众层面传唱,并演变成儿歌,成了小朋友们的“接头暗号”。有人做过测试,只要在小朋友身边哼唱“爱你孤身走暗巷”,立刻就会引起小朋友跟唱。《孤勇者》歌词寓意深刻,展现出奋斗拼搏精神,曲调昂扬,鼓舞斗志,正能量满满,这是它成为现象级流行歌曲的主要因素。
当代中国流行音乐虽然起步较晚,但发展态势迅猛,有着广泛的群众基础,如今已成为社会大众生活中的重要组成部分。从流行音乐的发展变化,可以看到,其与历史互洽,与时代共振,并对社会经济文化等各方面产生了积极影响,在发展中形成了具有民族文化色彩的中国流行音乐。流行音乐演变的步伐并未停歇,还将继续伴随时代的脉搏而跳动,奏出时代特有的动人旋律。
《光明日报》( 2022年12月23日 16版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)