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)
有聊丨邓超、俞白眉:在中国拍体育电影,绕不开乒乓球******
中新网北京1月24日电(记者 王诗尧)“在中国拍体育电影,最重要的两个题材:一个是女排,已经拍过了,再来就是国球——‘乒乓球’。”
采访间里,导演邓超、俞白眉讲述着拍摄电影《中国乒乓之绝地反击》的初衷。他们的目光里,流露出坚定、信心与期待。这部筹备多时的呕心沥血之作,历经波折后终于在大年初三(1月24日)与观众见面。
两个不被看好的体育迷
策划的一场电影反击
邓超、俞白眉,他们二人身兼数职,是著名导演、编剧、演员,其实他们还有一个身份——“体育迷”。
“我们俩在一起好像除了电影聊的最多的就是体育。我们一起打篮球,一起看各种各样的比赛。”这两个体育迷碰在了一起,想的就是“有生之年,我们一定会拍一部体育电影”。
俞白眉与乒乓球结缘,还要从他的父亲说起。“我爸是个超级乒乓球迷,之前还拿过我们陕西省西安市长安县的男子双打冠军。所以他现在都快80了,但是不管到哪儿都带上乒乓球拍每天打两小时。我肯定也受他的影响,因此对乒乓球比较了解。”
而另一个重要的机缘,则是2017年在中国上映的印度电影《摔跤吧!爸爸》。据俞白眉透露,主演阿米尔·汗在电影开拍前曾与他见过面,当时他惊讶于阿米尔·汗胖了非常多,那时他便得知了《摔跤吧!爸爸》即将开拍的消息。
过了1、2年之后,《摔跤吧!爸爸》来到中国宣传,俞白眉又去支持捧场。那时候阿米尔·汗已经瘦了回去,而他在电影里面的精彩表演同样带给俞白眉很大的震撼。“我看到电影非常喜欢,喜欢的同时心里又想的是,什么时候我们可以拍出这么好看的体育电影?”
正巧这时,拒绝过多次的《中国乒乓之绝地反击》项目组又发来邀请。俞白眉思前想后还是决定给父亲打了个电话,他简单说明情况后,只听父亲回了一句“真的”?
这一句饱含期待的“真的”,让俞白眉接收到父亲的暗示,也坚定了自己拍摄的决心。
导演俞白眉。受访者供图电影《中国乒乓之绝地反击》海报上有一句标语:献给每一个不被看好的人。这既是上个世纪九十年代初,国乒男队所处的状态,同时也与邓超、俞白眉的心境契合。
“邓超是不是有把柄在俞白眉手上?”
“俞白眉一定给邓超挡过枪,不然俩人为啥总在一起合作?”
“邓超+俞白眉,这个组合你懂的……”
这些网上的质疑、观众的批评,邓超其实都默默地记在心里。“我们就是一群不被看好的人,然后自己战胜困难,相信自己可以绝地反击。”
击碎质疑最好的办法,不是无视其存在,而是直面曾经的失败,用作品完成一记漂亮的反击。邓超说,5年来《中国乒乓之绝地反击》从孵化再到拍摄,现在终于可以推向观众,整个项目也是一个治愈的过程。
至于治愈的结果如何,或许要等到“反击战”的战果揭晓的那一刻才有定论,让我们拭目以待!
电影《中国乒乓之绝地反击》海报。片方供图从乒乓小白到队内天花板
邓超的秘密武器是“它”
“每个中国人都觉得自己会打乒乓球!”这个技能仿佛是中国人天生自带的体育buff(电子游戏术语,指有魔法的效果)。虽然自称是“乒乓小白”,但是如果不严格来算,邓超也是个拥有几十年“球龄”的“老手”。
“我是1979年生人,我们小时候不管乒乓球打得好不好,绝对都抢过水泥台,而且还永远抢不到!你去到那就已经有一帮人在那儿围着,后来只能想方设法地直接在水泥地上拿砖划个线,也用课桌组合过球台。”邓超回忆道,“那个时代对乒乓球太疯狂了!”
可惜儿时的运动爱好并没有坚持下来,直到开始准备电影《中国乒乓之绝地反击》,邓超才又捡起了这项时间久远的技能。
导演、演员邓超。受访者供图专业的教练、密集的训练,面前不再是童年的水泥台,而是崭新的球台。这一次,邓超要用一万次的挥拍训练,换取一个不让观众出戏的职业演出。
电影中邓超饰演的是从海外归国的教练戴敏佳,在国乒男队陷入低谷时,他勇敢站出来放出豪言壮语,势必要让中国男乒再度崛起。
身为一名教练,还是带伤之身,电影中让邓超施展乒乓球技的画面并没有太多。但是他依旧为了这个角色苦练8个多月,并且改用左手打球又让技术难度翻了一番。
不只是邓超,其他演员也都一头扎进乒乓球训练中,整个剧组还每天举办内部循环联赛。说到这里,俞白眉忍不住插入谈话爆了个料:“我揭发一下,邓超为了赢球,不仅仗着自己得天独厚是导演,就找了几个最厉害的教练给他开小灶,还直接上装备!”
邓超饰演主教练。片方供图原来邓超的角色不打长胶,但他为了赢别人,就偷偷换上了被俞白眉称为“屠龙刀”级别的装备——新长胶。
原本邓超作为导演,训练的时间远不及其他人。“那些演运动员的演员们,拍完自己的戏就会直接去练球了,所以有一段时间他们的水平突飞猛进,这时邓超确实感觉天花板有点压不住了,他就换成了长胶。”俞白眉生动地描述着当时的场景。
“3天后,那些最爱比赛的演员们,全部被他‘干’掉了。”导演是开心了,演员急了!段博文特意去找到邓超控诉:“导演你不能这样,我们每天练球是为了更积极地演好角色,你换个拍子每天过来把我们蹂躏一遍,这让我们心情很差,更觉得演不好这个角色了!”
剧组人员全国巡回踢馆
打败美国现役TOP5选手
后来,渐渐不满足于内部比赛的剧组人员,开启了城市踢馆模式。剧组每到一个新的城市,就开始搜索附近的球馆,四处打听潜伏在民间的乒乓高手。赶上哪天正好没戏,几个人一约就开始下战帖踢馆,直奔球馆要求挑战他们最厉害的教练。“我们当时在厦门,几乎把那些球馆都踢烂了!”俞白眉说。
如今,这群走出剧组的演员们已经开始向社区进攻,纷纷到各个小区报名打比赛。今天你在回龙观挥拍征战,明天他去望京单挑大爷。
演员训练。片方供图到了最近的宣传期,大家又聚到一起奔赴全国跑宣传。当时剧组里的18名教练遍布全国,那些拍戏时“约战”的乒乓高手们最后也都成为了朋友,因此这次宣传期大家依旧是走到哪里,约到哪里,“打”到哪里。
这么“牛”的剧组,实力到底有多强?据一名曾经入选过国家集训队的剧组教练说:“如果我们组个队参加欧洲联赛,也能打到8强吧。”
这句话里面,其实还有一段可以佐证实力的故事。电影里的比利时队有一名队员,是由美国现役国家队选手Tom饰演,他也是美国乒乓球排名前5的高手。Tom不仅能说上一口中国话,很多技术也是在中国练出来的。
有一天,俞白眉突发奇想正好看到一名乒乓指导在旁边,就组了个局,想看看他和美国现役球员的实力差距。
上场前,这名30多岁、早已转行做金融的乒乓指导偷偷对俞白眉说:“你这是让我欺负人啊!”事实证明这不是一句“狂言”,美国现役球员、不到20岁的Tom最终吃了败局。
第二天,听到风声的其他人蜂拥而至都来找Tom,每个人的台词也异常统一,“我是组里的,我也不是职业运动员,不太会玩,我们能比一局切磋一下吗?”
就这样,连输四局后Tom也急了,“早知道,我也说我不会玩”!
电影《中国乒乓之绝地反击》海报。片方供图这段亲身经历带给俞白眉很大冲击,他说不拍这部电影真不知道,原来中国乒乓球水平这么厉害。一个一辈子没有打过职业的业余乒乓球高手,具备的是可以战胜美国现役Top5选手的实力。
那么和他同等水平的人在全中国有多少?这名乒乓指导说,算上省队、国家队,每个省市差不多几十个人,全国就能有上千人。
“中国有上千人可以赢美国排名前几的高手,这是从我们电影的角度,观察到的一个非常令人惊讶的事情。”俞白眉感叹道。
或许这就是乒乓球为什么又叫国球的原因。电影的最后有一句台词“中国人肯定是最勤奋的”,这里用“肯定”才更能表达出创作者想传递的情绪。正是一代代勤奋的中国人,用努力的汗水、坚定的意志铸成了“中国乒乓”这四个字。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |