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)
防控政策调整时机是如何确定的?专访梁万年******
面对面丨防控政策调整时机是如何确定的?专访梁万年
按照党中央、国务院决策部署,2023年1月8日起,我国对新型冠状病毒感染从“乙类甲管”调整为“乙类乙管”。这是自2020年初,我国对新冠病毒感染实施传染病甲类防控措施三年之后,疫情防控政策进行的又一次重大调整。本周,《面对面》栏目专访国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年。
记者:从2022年12月上旬开始,陆续出台了二十条、新十条,到现在的“乙类乙管”总体方案。坦率地说很多人觉得出乎意料,没有想到在这么短时间内能做出这么迅速的策略上调整,当时主要依据是什么?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:疫情到2022年年底的时候,有几个方面变化我们感觉是可以进一步实行优化调整的时机了。第一是病原体的致病力,确实是发生了明显变化,在下降;第二,我们整个中国人的主动免疫水平在明显提升,像疫苗的接种,特别是对老年人、对一些高危人群的疫苗接种,接种比例达到了一定要求;另外,我们从药物的一些手段、对重症救治的一些资源准备等等……各个方面综合分析来看是一个机会,这个机会是基于一个基本的前提,这个病毒我们是无法把它消灭掉的,尤其是奥密克戎变异株,一个人传二十多人,它的传播力这么快,不感染几乎是不可能的,全世界没有任何一个国家做到。那么在这种情况下,我们就必须要做出一个抉择,怎么来有效地平衡我们的疫情防控和社会经济的发展?把资源用在最需要的地方,发挥最好的效率,所以我想这种调整是主动的,不是大家可能有些人认为是因为你防不住了,你是被动的,你是不得不调整的,不是这种情况。
尤其是2022年12月上旬,随着新冠奥密克戎病毒快速传播,我国不少城市出现感染高峰,疫情防控的工作重心开始从防控感染转向医疗救治。
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:我们从“乙类甲管”到“乙类乙管”以后,实际上有几个重大转变:一个就是从过去的防感染转向防重症、防死亡、防医疗挤兑;第二个,过去我们防控的第一条战线是社区、是单位、是口岸,而现在防控最重要的战线、第一道的前沿阵地是医疗机构,所以我们的医务人员又要挡在第一线上去;第三个,过去我们是平均的资源的发力,全人群的核酸检测、隔离、密切接触者的追踪,现在最重要的转变要针对重点人群、重点机构、重点单位,尤其像老年人这些重点人群的防控。
在实施“乙类乙管”政策调整之后,保障老年人群的健康安全成为重中之重。
记者:重大策略调整之后,这些老人有可能遇到的风险做出的评估是什么?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:因为从全球的数据,疫情流行的一些国家和世卫组织所公布的数据,包括我们国内一些疫情情况非常明确,这个疾病主要的重症和死亡的发生人群是老年人群,所以如果说疫情进一步传播,首先受害的是这些人。
记者:从国家和社会发展的角度来说,这是要各个因素都权衡进去,做出一个决策。但是我们把目光放小一点,如果自己的家里面有自己的老人遇到了这样的一个危急状态,怎么去面对这一切呢?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:我们这次的一些疫情,可能有些老人患了病,甚至得了重症,有的去世,这一点我们感到非常沉重。但是不可否认的一个事实,这种疾病它的传播范围太广、传播速度太快。它确实是对我们人类,对我们的生命安全和健康构成了重大威胁,那在这些情况下,我们就是要千方百计努力减少这种危害。
此次重大调整正值寒冬,而冬季是老年人呼吸道和心脑血管等基础病的高发期,也有人担心,随着各项防控措施逐步放开,有基础病老年人的健康将会受到威胁。
记者:当时我们说不放开最重要的是考虑到老年人,因为一放开他们的身体会最先遭到重创,但是现在我们恰恰也是在隆冬时节,进行“乙类乙管”,做出一个重大的策略上的调整,那么有没有比这个再好一些的时节?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:如果单独从疾病的这个层面来看,不要在冬季来进行调整是不是能够减少一些叠加影响,但是这个疾病的病毒现在尤其奥密克戎这一个变异株,它的致病力现在是弱的,我们认为这个时候针对这种变异株,我们进行一些相关的策略和措施调整应该是最佳的,就是说到什么时候调整是合适的,是一个综合判断的结果。
梁万年介绍,之所以选择在当下的时机对疫情防控政策进行调整,也和我国老年人群接种新冠疫苗的实际情况有直接关系。
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:2022年的二月十几号派我到香港,到中央的专家组去,到香港去的第一件事我就发现死亡的94%是老年人。我后来就是仔细分析了,当时香港的疫苗接种率是86%多,但是老年人的疫苗接种率不到15%,我一下看到的问题就在这。我们当时疫苗接种率也是80%多,老年人的疫苗接种率在几个月前的时候还不到40%。
记者:现在呢?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:现在80%多了。这种疫苗接种以后对重症和死亡的保护效率是好的,但是抗体的持续时间是有限的。2023年六七月份季节又好,呼吸系统病又少,放最好,但是六七月份的时候,我们老年人群的疫苗接种的所产生的主动免疫的保护力在下降。
记者:如果往前提六七个月,放在2022年的夏季呢?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:那个时候不行,那个时候我们整个老年人群,我们整个加强针的疫苗接种水平没有达到我们预期保护的效果。老年人的疫苗接种,那个时候全国的整体率是比较低的,所以我们就是利用了这些窗口期,再进一步强化老年人群的疫苗接种。
随着全国各地相继进入新冠病毒感染高峰,包括老年人在内的病毒感染患者激增,医院的发热门诊、急诊、重症救治等部门一时间人满为患,超负荷运转。
记者:国家现在下大力气在关注老年人,救治老年人。但现实是即便医疗资源开足马力去运转的话,也消化不了一时间这么多涌向医院的老年人,就会出现一些在医院大厅里面,躺在急救病床上的老年人,看着挺让人着急的。
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:因为这个疾病来势太快了,短时间内大量的感染,特别是老年人需要到医院来,而且难免在短时间内我们的医疗资源出现一些紧缺,所以国家包括各级医疗机构千方百计地把医疗救治,把防医疗挤兑放在了优先战略位置来考虑。
记者:现在大家还是觉得,虽然你们做了准备,但是也没觉得准备是充足的?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:从全球来看,都没有任何一个国家敢说准备好了,都会难免出现这样和那样的问题。不论是北美还是欧洲,还是相关的其他一些国家,当一个疫情高峰来的时候,都会或多或少在一段时间内出现一定程度医疗资源挤兑,我想这个不仅仅是中国的一个情况。现在关键的问题是,在这种紧缺的状况下,在资源相对紧张的情况下,采取什么样的措施来确定优先的救治对象,来实行分级诊疗,来真正使一些高危的人群,作为最优先的人群及时得到救治。
“乙类乙管”方案实施后,取消入境后全员核酸检测和集中隔离,来华人员在行前48小时进行核酸检测,结果阴性者即可来华。有评论认为,这为来华人员入境创造了便利,但同时也增加了境外新冠病毒输入的风险。
记者:现在新的问题出现了,比如说国外的一些国家出现了XBB,这种新的免疫逃逸能力更强的毒株,那么它也会进来,人们对于不断一波一波到来的新型变异株,心里面总是有忧虑甚至是恐惧的。
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:随着我们从“乙类甲管”变成“乙类乙管”,我们对外防输入的一些相关措施会做一些调整,但是并不是说我们完全不管,其实我们在整个口岸对输入的这些病例,我们是在做监测的。XBB这种变异株,在全球有七十多个国家都发现过,我们国家实际上也有输入了,有些城市是有了。但是总体来看,还是在奥密克戎这一个变异株下面的一个亚型,所以按照一般科学的原理判断,它可能免疫的逃避能力在增强,但是它整个致病力现在不论从美国也好,还是其他一些国家,并没有发现它的致病力的显著变化。
记者:有没有可能像我们现在流行的BA.5或者BF.7一样,让人受这么大的罪?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:作为一个公共卫生专家,我是这样理解,谁也不能保证今后XBB就不会在中国形成优势的流行株了,但是从传染病的流行规律来看,因为我们国家刚刚经历了这一波流行高峰,可以说我们大部分人群已经产生了相应的免疫力或抵抗力。XBB本身又是奥密克戎株下面的一个亚型,它要想在短时间内成为一个优势株的可能性,我以为它的空间很小。再过半年,过一年会是什么样?我就不敢说。但是最少短期之内它的空间是很小,它不会说又像北京的BF.7一样又来一波XBB,概率是极低极低的。
目前,新冠XBB系列变异毒株XBB.1.5正在欧洲和美国引发新一波感染浪潮。根据中国疾控中心发布的消息,2022年10月至12月,我国已经发现输入XBB病例199例,其中4例为XBB.1.5输入病例,暂未监测到XBB.1.5本土病例。专家分析,短期内,由XBB系列变异毒株包括XBB.1.5在我国引发大规模流行的可能性极低。并且,没有证据显示XBB.1.5会比其他毒株更容易导致严重的腹泻或胃肠道其他临床表现。
记者:在过去的一周有一个现象,因为出现了XBB这样一个新的变异株,所以在网络空间里面,大家都在信一个转发说要备一点诺氟沙星,还有一种拉肚子的药,大家就纷纷地去开始买了。事后证明那条信息不实,可是在面对一波一波新的变异株的时候,我们又应当信谁的呢?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:我想政府会通过专家的一些建议,对疾病的一些了解,会及时发布一些相关的信息和指引;另一方面,老百姓还是要绷紧一根弦,并不是所有的信息都是对的,要有一定的警惕。这次新冠感染疫情的防控,在公共卫生的角度来说,感受到除了病毒疾病带来的危害,另外一个很大的危害就是信息流行病,就是各种的信息谣言出来,对人也产生了一些影响,像焦虑等,其实也还要严格防范。
从1月7日开始,我国进入为期40天的春运时间,不少人也担心,随着大规模人口的迁徙流动,会不会引发新一轮的新冠病毒感染高峰?
记者:在过去的一段时间,有的城市已经经历过感染高峰了,那么对于即将到来的春运高峰产生的冲击,会不会比想象中预测中要小一些?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:从国家为基本单位的这个情况来看,很多的省份都已经是达到了高峰,甚至有些出现了下降的趋势。如果说我们很多过了高峰的,再通过春节的流动引起比较大的第二波或第三波,这种概率不排除,但是概率比较小,即使有也不会是太大的一个波峰。
记者:那就是不会像经历过的这段时间那么严重?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:对,肯定不会的。因为我们经历了这一波以后,绝大部分人感染的人是有相关的免疫力的,不会再像我们前面经历的这一波,一下子又来一波那么高的。但是要考虑到感染人口结构问题的变化,像农村地区一些老人在家不出门,可能因为春节的流动,走亲访友被感染了,再加上农村本身的医疗救治条件、各个方面的条件不如城市,所以要防范出现农村的医疗挤兑,特别是老年人感染以后,怎么样如何得到及时救治的问题。
近日,国务院联防联控机制、中央农村工作领导小组印发了《加强当前农村地区新型冠状病毒感染疫情防控工作方案》,指导农村地区应对岁末年初人群流动带来的疫情防控挑战。
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:怎么加强农村防控,我想最简单的一个是要确保农村的老年人有人去管他,要知道他现在在哪,什么样的情况;第二点一旦需要住院治疗,不论是到定点医院还是到重症,一定要有快速转诊,能够及时收治;第三点,要有药来给农村用。
记者:现在能做到吗?
国家卫健委疫情应对处置工作领导小组专家组组长梁万年:那必须要千方百计。我相信短暂的、局部地区的一些缺乏谁都不能够避免,但是一经发现这些问题要快速采取措施,我们很快就能够解决这个问题,这一点应该是有信心的。(央视新闻客户端记者丨董倩)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)