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)
想去三、四线城市就业大学生占比呈上升趋势******
《社会蓝皮书:2023年中国社会形势分析与预测》发布——
想去三、四线城市就业大学生占比呈上升趋势
中国社会科学院社会学研究所与社会科学文献出版社近日联合发布了《社会蓝皮书:2023年中国社会形势分析与预测》(以下简称“蓝皮书”)。蓝皮书指出,大学生就业地域偏好明显,想去北上广深等一线大城市和二线经济发达城市的大学生仍占大多数,不过这一占比呈缓慢下降趋势。想去三、四线城市以及小县城、基层乡镇和农村工作的大学生占比虽然相对较少,但呈上升趋势。
教育部的数据显示,2023届全国普通高校毕业生规模预计达1158万人,比2022届增加82万人。
高校毕业生倾向三、四线城市为什么会呈上升趋势?对于超千万的毕业生群体来说,这是否会成为一个新信号?记者对此进行了调查。
一、二线城市仍是首选
家住河南郑州的刘燕在大学所学专业属于师范类,正在准备参加当地的教师招聘。她说:“肯定还是想优先考一、二线城市。如果没考上,考离家近的三、四线城市也能接受。”
“毕业生刚走出大学校门,尽管不能全面理解城市等级和职业生涯的关系,但总能判断出在各类城市就业的长短期收益差异。”中国宏观经济研究院社会政策室副主任魏国学表示,进入一线城市会面临激烈竞争,薪资水平和生活舒适度方面可能并不友好,但可以预期更高的发展上限和更广阔的职业空间,在跳槽或者失业时的回旋余地更大。毕业生到三、四线城市求职的竞争压力相对较小,但也存在劳动力市场规模小、制约长期发展空间的局限性。
“毕业生在一线城市和三、四线城市之间做出选择,本质上都是在权衡职业生涯的长短期利弊,并非一线城市吸引力不再。”魏国学坦言。
虽然,在三、四线城市就业的意愿增强,但蓝皮书显示,2021年,想去北上广工作的大学生占比34.1%,想去二线省会城市或经济较为发达的非省会城市的占比39.27%,合计超过70%。这说明大部分大学生依然倾向于“传统”大城市。
魏国学分析,一线城市资源集聚和配置能力从未停止增长,职场吸引力也在持续增强,加剧了已然激烈的竞争。因此,当毕业生觉得长远的预期收益难以抵消短期竞争带来的损失时,到三、四线城市的意愿就会增强。
以家乡为参照对比城市间就业优劣
家住济南的赵禾马上大学毕业,在找工作的这段日子里,他以家庭所在城市为最低标准进行择业。“除非是公务员外派,不然去别的三、四线城市不如在老家工作。”
不愿离开家乡,是不是代表着这届毕业生更加“佛系”?
“对毕业生而言,没有比老家城市更熟悉的参照系。”魏国学坦言,毕业生离开故土到陌生的城市工作,除了要适应当地环境,还需重构社会网络,在短期可能得独自承担困难及风险,这些事项看起来很微妙,但对个体而言意味着成本,如果就业城市的收益低于家乡城市,远走他乡工作肯定是个亏本的决策,理性的毕业生会尽力避免。
魏国学说:“对比城市间就业优劣的难度非常大,主观性很强,部分结论甚至是道听途说,以家乡为参照进行比较是一种理性行为。”
选择就业城市并非一锤定音
近期,清华大学、南京大学、上海交通大学等高校陆续公布了2022年毕业生就业质量报告。
在这些报告中,高校2022年毕业去向落实率均在83%以上,高校毕业生就业“基本盘”稳定,并且呈现出扎根西部的趋势。其中,西安交通大学到中西部就业的大学生人数占比为59.52%,上海交通大学赴中西部就业的学生比例也创历史新高。
和高校就业质量报告一致,蓝皮书也显示出近三年的大学毕业生倾向到三、四线城市就业的趋势。2018年,大学生中想去三、四线城市工作的比例为7.29%,到2021年,这一比例上升到了11.77%。
“有几个关键因素对毕业生影响较大,带动毕业生将目光投向三、四线城市。”魏国学分析,城市边际发展能力和就业竞争强度此消彼长,一线城市逐步趋于成熟定性,经济增长速度放缓,释放高质量就业岗位的速度同步趋缓,劳动力市场对毕业生学历等门槛要求提高,求职竞争日益激烈,三、四线城市虽然整体发展水平不高,但发展速度较快,利好就业并舒缓竞争。
“数字经济一定程度上淡化了距离和区位对职业生涯的影响。数字经济在国民经济中的占比不断提高,创造了大量分散在三、四线城市的新就业岗位,毕业生薪资、机遇、发展空间与一线城市的差别并不明显。”魏国学提醒,到何类城市就业并非一锤定音,而是多次博弈。00后等新生代毕业生择业观更灵活,工作转换频率更快,无论一线城市还是三、四线城市,都不可能快速锁定职业生涯,愿意去三、四线城市就业,也能重返一线城市。
(记者 陈鹏 通讯员 鲁山青)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)