静心探索重要的基础科学问题不求“短平快”70后物理学家翁红明******
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)
钱祯澍:推动农业上游发展 助力乡村振兴******
新华财经北京12月23日电(记者马悦然)生鲜电商的蓬勃发展为农村商业赋予了经济增长新引擎。当前,生产和消费端不断呈现新变化。消费端更重视品质、品牌和多样化。市场竞争日趋激烈,生鲜电商加速发展,线下和线上销售渠道不断拓宽。
生鲜电商如何在激烈竞争中保持独有优势维持盈利?近些年企业如何通过从销售端反向推动供给侧升级改革,助力农村商业发展?记者就这些问题专访了本来生活网总经理钱祯澍。
本来生活网近些年盈利情况?
钱祯澍:本来生活网自2019财年至今已经连续四年实现全财年盈利,近3年销售额年均增长50%+。目前,本来生活网为用户提供覆盖17大品类的24,000多款优质商品,其中定位中高端的优质、优价生鲜食材是本来生活网的主营商品;销售水果蔬菜(F&V)和其他生鲜食品占总体销售份额约为60%。
对于生鲜赛道未来发展的看法?
钱祯澍:生鲜由于其高频消费的属性成为消费升级趋势下“新零售”的超级入口和主赛道,传统零售也将生鲜作为引流工具。不可否认,生鲜生意普遍成本高、利润薄,单纯用互联网的“流量逻辑”来做的话,在“低质低价”的红海竞争中是很难盈利的。然而,消费升级的本质是品质升级,品质的升级又需要依托品牌的背书来实现“优质优价”的品牌溢价和长期产业化发展。在国家大力推动农业现代化发展与乡村振兴的时代背景下,我们有理由相信,生鲜赛道在农产品品质化、品牌化发展的方向上可以开辟出一片蓝海。
本来生活网未来发展目标?在战略合作方面有其他考虑?
钱祯澍:生鲜行业的竞争是持久战,行业将始终处于积极响应市场需求的动态进化过程中,多业态、多模式将长期并存。在这个开放赛道上,本来生活网十年来也在持续探索、创新生鲜服务最优模式,满足多样的市场需求。
业务发展方面,我们的目标是以“订单式农业+品牌化产品”为抓手向原产地赋能,不断提高在“产供销配”一体化产业链各环节上的服务效率,助力中国特色农产品走“优质优价”的上行路,最终一方面通过为消费者提供更高性价比的优质产品实现正向盈利,另一方面通过消费帮扶、产业帮扶推动原产地产业化发展、助力乡村振兴。
战略合作方面,我们将持续深入上游的上游、源头的源头,在真正意义上构筑起农产品品质新高地。例如,在发起成立“科技赋能农产品品质联盟”一周年之际,我们与国际权威第三方质量检测机构SGS进一步深化业务合作,将在持续完善农产品可溯源体系的基础上在全国范围持续推进ISO22000食品安全管理体系认证、BRC认证等,为中国生鲜农产品品质树立行业标杆。
企业如何通过从销售端反向推动供给侧升级改革,助力农村商业发展?
钱祯澍:我们认为生鲜零售这门生意最重要的价值之一是推动乃至引领农业产业链升级发展。
作为扎根在农十年的生鲜企业,本来生活网选择以“互联网+大农业”的方式赋能农业产业化发展,充分发挥供应链整合与品牌化营销的服务优势,积极协同上下游合作伙伴促进各地特色农产品在“产供销配”产业链各环节提质增效,通过打破传统生鲜“低质低价”的恶性循环让生产者与消费者都能从“优质优价”的农产品升级中受益,从而实现从销售端反向推动供给侧结构改革。
在实践中,我们培养专业买手深入原产地发掘有潜力实现品牌溢价的优质生鲜商品,以“订单式农业+品牌化产品”为抓手联动各地产业链包括政府机构、帮扶机构、合作社与龙头企业、农户等在内的多方资源进行深度合作,携手打造符合市场需求与市场化标准的优势商品品牌,并通过“产供销配”一体化的高效供应链服务模式打通产地与大市场,助力优势商品形成稳定的客源和口碑。这是季节性生鲜商品最好的归宿,也是生鲜零售突破的关键。
以西藏岗巴羊为例,该产品作为西藏珍贵的畜牧产品代表,通过本来生活网与西藏地球第三极的战略合作首次进入西藏以外的消费市场。以区域公共品牌为依托,结合岗巴羊地理标识产品的属性,双方合作构建了岗巴羊地方标准体系、一站式综合质量检测认证服务体系、羊肉理化指标优势分析体系、物流体系等一系列岗巴羊产业体系,推动了产区内岗巴羊产业规范化、集约化、科学化发展,打造出集“品牌营销+渠道建设+产品技术+质量溯源”于一体的优质羊肉品牌,不仅解决了岗巴羊产品“有名无市”的困境,也通过有效增强西藏自治区特色农产品的市场竞争力促进了当地乡村产业发展。
生鲜赛道竞争火热,本来生活网如何锻造自身优势?
钱祯澍:我们的实践经验总结来讲有三点:开创专业买手制;独创产地直采的生鲜DTC模式;坚定践行农产品品牌化。
——买手制。本来生活网最早把“买手”概念引入生鲜零售行业。专业的买手团队相当于掌舵一个农产品从生产到流通销售的“职业经理人”,是本来生活网在供应链上游建设上区别于行业传统模式的关键一环。不同于传统模式的采购思维,我们充分发挥买手团队的行业敏锐度与选品专业性,深入到上游产地,通过促进产品优化、品牌价值打造去赋能有潜力的农产品转型为具有市场竞争力与差异化的优质商品,并在打上“本来生活”优质IP烙印后从此从大众农产品中脱颖而出,得到市场广泛认可。
——生鲜DTC模式。本来生活网的生鲜DTC模式以最短路径有效链接了供需两端,并能结合对市场需求的敏锐洞察推动农业生产端改造升级。在生产端,我们推动农产品从田间地头的“原生态” 蜕变为口感、品质稳定统一的商品,从品种开发、田间管理再到商品化定型各环节输出种植、采摘、加工、追溯、物流等流程标准,并通过数字化及全程化管理系统的建设,搭建了“产供销配”一体化的高效供应链服务体系。
在需求端,这种模式打破了农产品层层批发的传统流通链路,大大提高了用户的消费体验,并通过健全农产品全程可溯源体系最大程度保障消费者利益。
这种模式也让我们得以将全球优质商品通过“最短交易链”带到中国市场,同时深度参与到海外生鲜农产品的上游生产端。比如我们通过C2M定制生产、包机包园直采等方式为中国消费者引进了智利三文鱼、新西兰维必滋巴氏杀菌奶、美国车厘子、泰国金枕榴莲等优质进口商品,有效赋能了海外品牌在中国市场的开拓与发展,实现了全球供应商与中国消费者的利益共赢。
——农产品品牌化。基于十年来锻造的供应链与营销服务优势,本来生活网实践出“品质+品牌”方法论,成为我们的业务特色与核心竞争力。“品质”是指通过供应链创新升级,通过精益化运营与科学选品标准,打造农产品高品质行业标杆;“品牌”是指以品质优势为基础,发挥互联网思维与营销资源优势塑造新时代的农产品品牌,通过打造品牌口碑实现溢价,让良心农人获得良心回报。“品质+品牌”方法论服务于当下“优质优价”的消费升级需求,将更多健康、安全、绿色的优秀特色农产品带到城市消费者的餐桌。截至目前,我们已经赋能打造了包括褚橙、李玉双大米、俞三男状元蟹等400多个生鲜农产品品牌。
十年扎根在农,我们致力于以赋能农业上游生产端的经验优势为“品质兴农、品牌强农”的乡村振兴事业探索出一条行之有效的方法路径。