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)
上海:新型现代警务机制提升超大城市安全能级******
2022年,上海警方共打掉电信网络诈骗黑灰产团伙260余个,抓获犯罪嫌疑人4500余名。 上海警方供图
中新网上海1月10日电 (记者李姝徵)高水平的安全保障了国际化超大城市的繁华,也是城市能级和核心竞争力不断提升的关键。来自第三方的调查显示,2022年度上海公众安全感和公安工作满意度两项数据连续第10年实现“双提升”。
2022年,上海公安机关以“一平台、三体系”新型现代警务机制为牵引,持续推进风险隐患清零、精准打击犯罪、便民政务服务等工作,不断提高人民群众安全感、满意度,推动城市安全向更高水平迈进,为上海在新征程上继续当好改革开放排头兵、创新发展先行者保驾护航。
主动除隐患,实现事前预防治理
“老于,最近你店里有没有一个年轻人来卖电瓶车”“有有,你这里也有吗”“这么巧,我这里前几天也来过”……“平安商户联盟”微信群内这段聊天内容引起了民警的注意,该群内商户大多是电动自行车经销商。金山分局金山卫派出所当即组织警力对该情况开展循线排摸,成功侦破一起连环盗窃电动自行车案件。
上海警方全力优化便民服务模式,推出了一系列便民利民的改革举措。 上海警方供图
上海公安机关努力推动公共安全治理模式向事前预防转型,依托“动态隐患清零”主动防范体系,积极打造特色品牌,通过在全市范围内推广“平安屋”及“平安商户联盟”建设,不断提升城市治理现代化水平。截至2022年底,已建成“平安屋”2100余个、组建“平安商户联盟”队伍270余支,日均参与值守群防群治力量1.2万余人,延伸了主动发现隐患的触角。
闵行分局浦锦路派出所人民调解室内,两位纠纷当事人在民警、调解员和律师的帮助下握手言和,一起因长期漏水引起的邻里纠纷就此解决。
上海警方在全市范围推广派出所、司法所、律师事务所“三所联动”纠纷调解模式,将矛盾最大限度化解在基层。 上海警方供图
邻里、家庭等矛盾纠纷潜伏性较强,久而久之可能会引发治安甚至刑事案件。对此,上海公安机关坚持新时代“枫桥经验”,发挥社区民警“平安建设的组织者”作用,积极发动辖区内群防群治力量共同滚动排摸邻里、家庭等矛盾纠纷,力争做到及时主动发现。同时,在全市范围推广派出所、司法所、律师事务所“三所联动”纠纷调解模式,将矛盾最大限度化解在基层。2022年,共化解矛盾纠纷63万余起。
武宁南路武定路路口,施工人员正在调整地面车道的标志标线,现场疏导交通的静安分局交警支队一大队大队长张稳对记者说道,“近期,我们通过对各重要路口车流的分析研判,重新调整相关路口的交通标志标线,让居民出行更加安全。”
道路一旦发生拥堵极易引起交通事故和安全隐患,超大城市的交通拥堵现象一直是全球性的难题。上海公安机关运用“易的PASS”等智能交通分析系统,实时分析比对大车流情况,不断优化调整道路交通标志标线。通过主动优化各大拥堵路段、路口的交通标志标线,有效缓解了道路通行状况,极大挤压了交通隐患滋生的空间。2022年,共优化调整各类交通标志标线780余处,全市交通事故同比下降31.2%。
精准打犯罪,保障经济向稳向好
“世界杯刚刚落下帷幕,在球迷享受精彩赛事的同时,我们对‘赌球’等违法犯罪行为开展了专项打击整治。”治安总队治安行动队副支队长薛文渊介绍,11月中旬以来,上海警方紧盯网络赌博线索,主动巡查、精准研判各类信息,坚决铲除赌球窝点、斩断渗透链路、摧毁组织体系,净化了社会治安环境。截至目前,全市公安机关共侦破赌球刑事案件26起,查获涉案赌资1300余万元(人民币,下同)。
在严打网络赌博犯罪的同时,上海公安机关依托“分类统筹集约”精准打击整治体系,深入开展“砺剑”系列专项行动,全力攻坚电信网络诈骗、侵犯知识产权等突出违法犯罪,保障全市经济社会向稳向好发展。
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电信网络诈骗之所以如癣疥之疾般难以根除,与其背后庞大黑灰产利益链的支撑密不可分。2022年,上海公安机关紧盯电信网络诈骗犯罪新动向,全链条打击为诈骗分子非法提供通信、网络技术支撑和非法转账洗钱的黑灰产团伙,共打掉电信网络诈骗黑灰产团伙260余个,抓获犯罪嫌疑人4500余名,电信网络诈骗案件破案率持续上升、发案数持续下降。
当下深受广大年轻群体喜爱的剧本杀竟也有假货?近日,上海警方联合相关行政执法部门,成功侦破全国首例侵犯剧本杀著作权案,抓获盗版印刷、网络分销、线下门店等全环节犯罪嫌疑人39名,捣毁仓储、销售窝点15处,涉案金额达5000余万元。
经济形势的不断变化,导致危害市场秩序安全和市场主体权益的经济犯罪日益凸显。对此,上海公安机关不断紧密与市文旅局、市版权局等行政部门的合作,强化精准预警、精准打击、精准处置能力,严查严打严防各类侵犯著作权犯罪。针对此类犯罪跨地域、团伙化的趋势特点,坚持跨省作战、深挖严打,全力维护一流营商环境。2022年,全市公安机关已侦破侵犯著作权类案件60余起,抓获犯罪嫌疑人160余名,涉案金额17.7亿余元。
便民优服务,提高人民生活品质
“这项政策真是太方便了,我们夫妻不用特意请假回老家给儿子报出生了,在上海就可以直接打印儿子的《居民户口簿》,太感谢了!”在上海工作生活的江苏籍居民周先生,仅用1分钟就在派出所为自己新出生的儿子成功打印了《居民户口簿》信息,成为“长三角区域跨省(市)新生儿入户服务”由“缴旧寄新”到“直接打印”转变升级后的首位受益群众。
2022年,上海公安机关全力优化“一口受理、联动审批、快捷收付、一网通办”的便民服务模式,推出了一系列便民利民的改革举措。
“现在无犯罪证明可以直接全程在手机上申请、出示,简直太方便了。”在松江分局方松派出所窗口民警指导下学会线上申请的李女士喜笑颜开。
围绕“足不出户能办事,跑路最多只一次”目标,上海公安机关以“互联网+政务服务”为基础,推动公安政务服务从线下窗口向网上办事转型。以市民群众最常开具的户籍证明和有无犯罪记录证明为例,自上线以来,这两张证明累计在线开具270余万张,减少群众跑动270余万次。
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除了各项便民举措,上海警方持续推出优化营商环境的举措,试行“浴场”“宾馆”和“网吧”等3个行业“一业一证”改革,探索建立“一证准营”的行业综合许可制度,将多张许可证整合为一张“行业综合许可证”,最大限度释放改革红利,让经营者更加坚定扎根上海的决心。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)