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)
“劳模”情结在心灵深处开花——评水运宪长篇小说《戴花》******
作者:李掖平(山东师范大学教授)
水运宪的长篇小说《戴花》(湖南文艺出版社2022年10月出版),秉持现实主义文学的审美价值取向,紧扣当下社会生活砥砺前行、搏击进取的现实律动,历史视域、社会角度、个人生命体验错综交织,正德大义的庄重言说与雅俗共赏的生动表达有机结合,通过一个普通工人竭尽一生全力以赴争当劳模的故事文本,书写了一曲中国机械工业不断走向强盛的时代壮歌。小说聚焦某高校机械制造专业的一批大学生分配到德华电机制造总厂参加工作的历史事件,多维度地再现了二十世纪六七十年代基层普通工人任劳任怨干工作、争先恐后当劳模、孜孜以求钻研技术革新的曲折历程,从中国电机制造工业技术革新的一个侧面,钩沉出中华民族在困厄中破旧立新、求变图强、砥砺拼搏的历史发展逻辑,进而构建起一个兼具广度、力度和深度的宏大主题。《戴花》将潜藏在故事情节和人物性格中的中华民族“英雄情结”的历史基因、文化血统和蓬勃向上“精气神”生动可信地呈现出来,深刻揭示中国工业强劲发展的合理性与必然性,充分敞开了一部现实主义力作的史诗性价值与意义。
工人劳模 林笑初绘
《戴花》采取的是一种由一条主线勾连起多条副线的拧绳式框架结构。叙述主线始终沿着“我”(杨哲民)和师傅莫正强之间的工作、生活和师徒关系的叙述路向,讲述莫师傅孜孜以求争当劳模的故事。而包括“我”和同学们的友情、“我”和姜红梅的爱情、同学们之间发生的各种事件、段一村和吴启军的师徒关系、师傅莫正强的家庭生活、师傅与许多人的或交好或纠结或误解或抵触的复杂关系等多条叙述副线,则沿着“花开数朵、各表一枝”的轨迹,以或顺序、或倒叙、或插叙、或碎片拼贴的方式向前推进。这种多线索、多层次此起彼伏的交叉描写,始终紧扣各种矛盾冲突、紧贴人性内在肌理有条不紊地展开,既强化了小说文本杂树生花、起伏跌宕的故事性,又敞开了前有伏笔、后有照应的可读性和感染力。情节的推进并不过多依靠大起大落的陡转,却以生活、生产、爱情等日常细节的细腻刻画,有效触发了读者因真实生动而心生敬意的同频共情。事件和场景的描述具有鲜明的画面感,人物对话富有鲜明的时代特色,又洋溢着鲜活的日常生活气息,也不乏朴素遒劲、外简内丰的古典神韵。
小说对莫正强形象的塑造,不是按照对英雄人物进行高度提纯的类型化模板展开的,而是紧扣作为一个普通工人的莫师傅倾尽全力“当劳模”的执着心念和执拗性格,以扁平性和立体性互融互衬的手法,既多角度地写出了其心底纯粹、敦厚善良、真诚待人的优良品性,亦不回避其时而显露出的一些小卖弄、小表演、小狡黠甚至小虚伪等缺点。一方面,为当劳模,身为车间主任的莫师傅以工厂为家,以诚相待车间工友和徒弟,抢干重活儿、累活儿、脏活儿,虽然一连几年与劳模荣誉擦肩而过,仍然不气馁、不泄劲,一如既往地埋头苦干,每逢节假日就主动申请加班值班,不辞辛苦、不计报酬,拼出了一身病也毫无怨言,直到最后倒在车间的“冲天炉”前,以“点……点火”的嘶哑吼叫定格了生命的最后一刻。另一方面,为当劳模,莫师傅也时常闹出一些高调摆姿态、可笑又可爱的小把戏,如为引起厂领导和其他车间工友对他连早饭都顾不得吃就到车间来干活之事的关注,他故意让妻子连续几天大张旗鼓地到车间来送早饭,边走边大声埋怨“这个死东西清早就往车间跑,早饭也不吃”。为增强自己的良好形象,他想营造家庭和睦的氛围,而妻子恰好正在和他闹矛盾甚至叫嚷要离婚,他就软硬兼施动员“我”去当说客,力劝师母别在评劳模的关键时刻“掉链子”。他甚至还做过一件偷钱的错事:当市里已通过他的申报材料,要派出验收组来车间和家里考察时,他竟然鬼使神差地偷拿了一位工友的十元钱。按理说这事儿谁都不知道,而且还已全部送还,可莫师傅却始终过不去这道心坎,觉得自己做了一件丢人丢脸的丑事。于是在验收会即将结束、验收组负责人宣布“莫正强同志已正式确定为我们全市的劳动模范”时,莫师傅却突然坦白自己曾偷过钱这件事,并声明自己没脸要这个劳模称号,致使即将到手的劳模殊荣再次泡汤。大家都埋怨他太实在、对自己太苛刻,莫师傅却说,他要争当的劳模必须是干干净净的,不当众说出自己这件丑事心里不踏实。尽管莫师傅直到生命终结也没当上劳模(小说结尾处提示,莫师傅被追授为全市劳动模范),但其不忘初心、敬业爱岗的人格华彩却是那般的灼目闪亮。
正是这种具有鲜明现实指向性与写真纪实意义的描写,契合人情、人心、人性的内在肌理,滤掉了粗简的直白和浮夸的修饰,剔除了影响文学性的所有泥沙,既真实可信又接地气,使读者深切感受到德华电机厂这片文学“风景”中的灵魂跃动与人性交响,标识出作者塑造人物手法的多样性和纯粹白描手法背后的深厚文学功力。
作者对人物塑造欲扬先抑手法的娴熟运用,撑开了小说引人入胜的艺术张力。《戴花》明明是对莫师傅和以莫师傅为代表的普通工人群体的赞颂,却并未从开始就对其一路褒扬,而是首先从相反的贬抑处落笔。先写“我”对师傅的失望与不满,嫌弃他从相貌到气质都乏善可陈:“两只眼袋下面长着胡须。”“胡子很稀疏,东一撮西一撮胡乱生长。而且黑少白多,灰不溜秋就跟从来没用肥皂洗过似的。”说话絮叨且口气难闻,似乎从来不刷牙。尽管师傅对收“我”为徒颇为自豪,亲切地称为“民儿”,“我”心里却很是不屑和疏远。后来在日常工作中,师傅为人的善良坦荡、心地的干净纯洁和对工作的兢兢业业,使“我”逐渐感受到其人品和性格的内在魅力,进而愿意和他亲近,愿意追随他勤奋努力,最终从心底深处生发出对他的真诚爱戴与礼敬。其他人物也大都是采用欲扬先抑手法塑造完成的。“我”对师傅的情感形成起伏跌宕的鲜明对比,表征出“文似看山不喜平”的艺术蓄势手法之魅力。
《光明日报》( 2023年01月11日 14版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)