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)
恩佐加盟切尔西,阿根廷少年天才会聚英超******
昔日羽翼未丰 今朝平步青云
恩佐加盟切尔西,阿根廷少年天才会聚英超
随着潘帕斯雄鹰在去年卡塔尔世界杯上夺冠,阿根廷球员已经成为世界足坛豪门疯狂追逐的对象。北京时间2月1日凌晨,切尔西以1.21亿欧元转会费签来了阿根廷队夺冠功臣恩佐·费尔南德斯,创下英超转会费的新纪录。
是什么样的魔力促使“蓝军”不惜一切代价,来获得这名22岁的中场?而阿根廷球员又是怎样通过一代代的传承,成为英超这个世界第一联赛最青睐的群体?就让我们来看看英超联赛背后的“蓝白色”传奇。
从默默无闻到身价暴涨
世界杯的确是名副其实的造星舞台。去年冬天,阿根廷队的一帮小伙子在梅西的带领下以逆袭的方式获得“大力神杯”,为自己的职业生涯开启了一条前程远大的“快车道”。
尤其是恩佐·费尔南德斯,这名22岁的中场,成为顶级豪门争抢的对象,就看哪支球队有这个财力得到他了。
果然,在“蓝白军团”刚刚捧起大力神杯后不久,在英超联赛中表现欠佳的切尔西便一眼盯准了他,俱乐部甚至等不到今年夏天本赛季结束,希望在冬季转会窗口期就能签下他帮助自己扭转颓势。
但是,恩佐效力的俱乐部是欧洲足坛著名的“黑店”本菲卡,他们掌握了全世界所有豪门的消费心理,能在转会市场上谋求到最高额的利润。
果然,在无休止的谈判中双方一直无法在转会费上达成一致,而本菲卡的优势在于时间,1月31日是冬季转会的截止日期,如果交易没有达成,切尔西将无功而返。
最终,这家英超最知名的土豪俱乐部以1.21亿欧元的最低解约金签下了恩佐,这也创下了英超的转会费纪录。那么恩佐值这个身价吗?从目前来看绝对是不值的。
首先他是一名中场,身价天然地要比顶级前锋低,其次他并没有经历太多的高水平比赛,世界杯上的精彩表现的确给他加分不少,但历练还是太少,有没有持续性的输出能力还是一个未知数。
但是,一方面切尔西有点病急乱投医的架势,而另一方面恩佐也的确有发展成超级巨星的潜力,尤其是他在大场面比赛中沉着与激情并存,在关键时刻能保持清醒的头脑,这是一名中场球员难能可贵的天赋。
因此“蓝军”在得到恩佐后即刻与他签下了八年半的合同,就是看中了他的远大前程。
从水土不服到如鱼得水
欧洲足坛冬季转会窗口关闭,英超以七亿多欧元的转会支出成为全世界最能花钱的联赛。其中,光切尔西就花了五亿多欧元,而其他包括西甲、德甲在内的联赛,转会费支出都没有超过一亿欧元。
这也让英超在第一联赛的宝座上越坐越稳。毋庸置疑,世界足坛的财富与人才已经源源不断地向英超流去,而作为最有天赋的足球群体,阿根廷球员的去向也代表国际足坛最新的趋势与潮流。
优秀的阿根廷球员基本上都从国内博卡青年、纽维尔老男孩与河床三大俱乐部起步,而他们前往欧洲的第一站,无疑是与自己语言相通的西班牙。
因此,西甲是阿根廷球员最集中的联赛,而早期的英超联赛一方面拒绝外援,另一方面球风凶悍,因此并未成为欧洲以外球员登陆的“圣地”。
但是上世纪九十年代后期情况开始出现变化,克林斯曼加盟热刺、古力特加盟切尔西、博格坎普加盟阿森纳,这些在当时的世界第一联赛意甲上成名的外援给英超带来了新气象,各支老牌劲旅也逐渐放开手脚,引进外援来改善成绩,阿根廷球员也从此登上英超舞台。
但是,那一批阿根廷球员技术精湛,却难以适应英超强硬、简洁又略加粗暴的打法,并未获得多大的成功。
不过,英超也在不断融合中悄然改变传统模式,以适应最新的世界潮流,而阿根廷球员也源源不断地继续到英超淘金。
在这段时期,阿根廷的后卫因为体格强壮、身手硬朗而成为第一批完全取得成功的球员。海因策、科洛奇尼、萨巴莱塔以及稍晚点的奥塔门迪和古铁雷斯把“蓝白军团”的名声打了出去,越来越多的英超俱乐部也开始接纳在身体上不占优势的阿根廷中前场球员。
在这些俱乐部当中,曼联与曼城双雄是最喜欢”蓝白军团”的,他们阵中有迪马利亚、罗霍、特维斯、卡瓦列罗以及阿圭罗等著名球星,除此之外还有利物浦的马斯切拉诺和罗德里格斯,伊瓜因也在切尔西踢过,英超各豪门逐渐都有了一个“阿根廷帮”。
其中,曼联的特维斯和曼城的阿圭罗通过多年的努力联手为阿根廷前锋正名,他们的能力在已经成为世界第一联赛的英超当中也是数一数二的。
现阶段,效力于英超的阿根廷球员比自己的前辈更加适应这样的足球体系,在各队中都是中流砥柱。
目前效力于英超的阿根廷冠军成员有五名,他们分别是阿斯顿维拉的门将埃·马丁内斯、热刺的罗梅罗、曼联的利·马丁内斯、布莱顿的麦卡利斯特和曼城的阿尔瓦雷斯。
现在又加上切尔西的恩佐,可以说阿根廷球员在英超完全度过了瓶颈期,迎来了发展的巅峰。
从波澜不惊到更多惊喜
以往,英超豪门都是着力关注在意甲和西甲上业已成名的优秀阿根廷球星,因此这些球员登陆英格兰往往是水到渠成、波澜不惊的。
但是随着阿根廷人才的井喷,英超各支劲旅也开始倾向于发现希望之星,自己将他们培养成为超级巨星。
恩佐以天价转会成功就是切尔西的策略之一,俱乐部希望造出声势,让这名年轻的中场在斯坦福桥走向人生巅峰,给全世界更多的惊喜。
此外,曼城也有这样的打算,球队阵中不乏耀眼的阿根廷明星,在阿圭罗退役后,瓜帅第一时间将阿尔瓦雷斯推到前台,成为阿圭罗的传承者。
而在切尔西签下恩佐之前,瓜迪奥拉以将近1000万欧元的价格挖来了20岁的阿根廷防守型中场佩洛内。
这名球员虽然还籍籍无名,但在风格上与恩佐相似,不仅能攻能守,且年纪轻轻在场上便展现出了大格局。曼城更看重球员的潜质,用低廉的价格来换取更加多彩的未来。
无独有偶,曼城的死对头曼联也在培养一名阿根廷新星,他就是加纳乔。这名目前才19岁的前锋早在2020年就加入了“红魔”,去年首次在英超亮相便获得了业内的青睐。
他还入选了阿根廷队参加卡塔尔世界杯的初选名单,可惜在最后确定参赛名单时被斯卡洛尼放弃,否则“蓝白军团”又将多一位20岁以下的世界冠军。
可以说,如今的英超已经聚集了最多的阿根廷青年才俊,而昔日阿根廷球星云集的西甲和意甲则开始掉队了。
更有消息称,梅西在拒绝与巴黎圣日尔曼续约后,有可能在今年夏天加盟曼城,并且会一直踢到40岁。
如果这个消息成真,那么英超联赛的确以其熠熠生辉的魅力和财力吸引了全世界最杰出的球星,他们不仅来自阿根廷,也来自巴西、葡萄牙、荷兰、比利时。
这是英超最好的时代,每名球员都会以此为荣。(记者尹成君)
(来源:齐鲁晚报 2023年02月03日 A12版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)