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)
赴日旅游签重新受理,日本旅游业者:“我们最想要中国游客”******
从1月9日起,日本驻中国大使馆和上海领馆已开始恢复赴日旅游签证受理和签发。据第一财经记者了解,目前15天短期观光签证依然无法申请,3年多次往返签也依然暂停,现在能申请的只有5年多次往返。留学签、工作签等都没有影响。
多年从事境外游业务的代办小熊告诉第一财经:“赴日旅游签证材料和疫情前没啥区别,但就是现在入境(日本)麻烦。”
与东南亚多国无差别欢迎中国游客相比,日本政府自1月8日起加强以中国入境者为对象的新冠病毒口岸管理,比如在机场落地后进行准确度更高的核酸检测或抗原定量检测、提供72小时内的核酸阴性证明、呼吁航空公司不要增加中日间航班数量等。此次新规距离日本政府去年12月30日的入境政策调整仅仅过去一周时间。
其实,当中国官方于2022年12月26日宣布,自1月8日起有序恢复中国公民出境旅游后,日本百货商场、药妆店、专卖店等零售行业股票均刷新2022年初以来的最高价。然而,日本入境新规则让已苦等中国游客三年的日本旅游业者左右为难。
日本两大旅行社行业协会之一、拥有1100家旅行社成员的日本旅行业协会(JATA)宣发部门代表桑名美保告诉第一财经,对于日本政府的新规,行业协会只能遵从,目前也无法预计新规执行的时间会有多久,“但是我们依旧在等待中国游客归来的那一天,尤其是中国团队游恢复正常后,对日本旅游业的复苏将是一针强心剂”。
中国游客有多重要
旅游业,已成为日本经济的支柱之一。以日本旅游局(JNTO)最看重的疫情前2019年的各项旅游数据为例,这一年,旅游业为日本国内生产总值(GDP)贡献了约7.3%。
中国游客,对于日本旅游业有多重要?
日本旅游局2019年的数据显示,当年访日外国游客人数为3188.21万人,其中,来自中国(包括香港、澳门、台湾地区)的访日游客达1677.56万人,占全体访日外国人的52.6%。其中,仅中国大陆游客当年访问日本的人数就已达959.4万人,比上一年增长14.5%,在全部访日外国人数中占比超过30%。
上述数据还显示,2019年访日外国人整体消费额达到创纪录的4.81万亿日元(历史汇率:1美元约合110日元汇率),比2018年增长6.5%,连续7年创历史新高。其中,中国大陆游客的消费额达1.77万亿日元,名列第一,在访日外国人整体消费额中占比36.8%,比2018年提高2.6个百分点。
小熊回忆道,就中国游客赴日而言,2009年和2011年是两个特殊的年份。公开资料显示,2009年末,日本政府正式对中国游客开放个人单次赴日旅游签证;2011年末,日本政府正式对中国游客正式开放个人多次赴日旅游签证。“此后,中国游客赴日井喷式发展。”她说道。
尤其在2015年,由于日元贬值等因素的影响,中国游客在日本大量购物这一行动之后,不仅使得赴日中国游客的数量相比前一年暴增107.3%,更使得“爆买”一词火上了日本各大媒体。中国游客在2015年的爆发式增长,也让日本迎来了史上赴日游客数量增长最快的一年。
然而,疫情三年,包括中国游客在内的赴日外国游客数量断崖式下降,日本旅游业随即“速冻”。2020年,受疫情影响,访日外国游客数量跌至411.6万,2021年更是只有24.6万,不及2019年的零头。
位于日本爱知县蒲郡市的老牌旅店富士见庄(Fujimisou)是日本帝国数据库公司记载的首家因疫情宣布破产的中小企业。
创立于1956年的这家老牌旅店自2013年起,得益于激增的访日中国人,开始接待中国团队游客为主要客源,客房一直呈满员状态。然而,在2020年1月,由于疫情,很多中国团体取消了旅游计划,接连的取消预约成为了压垮这家老店的最后一根稻草。此后,日本帝国数据库不断录入因疫情破产的中小企业。其中,就行业而言,餐饮、酒店/住宿,与旅游业相关的行业位居前列;就地点而言,热门旅游目的地的东京、大阪、京都破产企业数量靠前。
当前人手紧缺是大问题
日本经济面临巨大压力,出口增长放缓可能推动日本经济在2023年陷入衰退,与此同时,日元持续贬值和通胀高企也在对日本经济产生直接的负面影响。
以旅游业带动经济,曾被寄予厚望。如果没有疫情,日本原本已逐步实现“观光立国”计划,即到2020年实现每年访日外国游客数量4000万人、整体消费额8万亿日元的目标。
如今,在前后历经七轮疫情冲击后,2022年6月起,日本以“小碎步”的节奏宣布开放国门:起初要求必须跟团;10月11日起,跟团限制被废除,持有效疫苗接种(三针)证明者前往日本之前也不再需要做核酸检测,日本旅游业全面放开。
此后的2个多月内,日本境内出现了越来越多的外国游客,旅游业也走上缓步复苏的轨道。日本国家旅游局发布的最新数据显示,去年11月访日外国人数量为93.45万,恢复至2019年同期的40%左右。其中,来自韩国的访日游客已经恢复至此前的六成,东南亚和欧美的游客数量也在增长。
这一点桑名美保也深有体会,“虽然入境的外国游客数量增长,但与2019年的数据相比其实还差很远。许多旅行社的外国游客接待量仅为2019年的一半。”
不过,借当前日元贬值的东风,访日游客的消费额开始增加。日本百货店协会的统计显示,虽然去年10月的免税销售额136亿日元(约合人民币7亿元)比2019年10月下降47%,但高岛屋等5家大型百货公司去年11月的免税销售额正在恢复到2019年11月的五到九成。三越伊势丹位于首都圈内的多家分店从去年11月底到12月上旬的免税销售额比2019年同期高出4%。
不过,在日本这波旅游业的复苏中,鲜有日本旅游业最大的海外市场中国游客的身影。“我们最想要中国游客,”一位曾多年担任中国赴日团队游的日本地接告诉第一财经,“过去三年没有中国游客的身影,我都快忘了如何接待中国游客了。”他继而表示,据观察,对中国游客依赖度较高的药妆店、家电卖场的人气还没有显著恢复。
桑名美保告诉第一财经,虽然日本的旅游业在缓步复苏,但面临的挑战不小,首要的就是人手不足的问题,“疫情期间很多旅游业相关企业倒闭、裁员,因此面对旺盛的入境游客,当务之急就是解决劳动力短缺的问题。”
据日媒早前报道,成田机场在疫情前的460多个租户中,约两成已永久关闭。在成田机场经营免税店等店铺的NAA Retailing集团负责人也期待中国内地的游客回归,他表示如果日后中国内地旅客大量增加,将聘请会说中文的工作人员。
金融公司“大和总研”的高级经济学家神田庆司指出,“在今年春季之前,访日游客消费额有望持续增长,但对企业来说,提高劳动生产率是当务之急。”
此外,桑名美保还强调,疫情后外国游客倾向于寻求附加值更高的旅游(value-added trips),不仅仅局限于“观光”(sightseeing),比如体验和尝试他们此前不曾了解的内容,“因此,这也是我们准备的新方向”。
日本首相岸田文雄希望在后疫情时代通过振兴旅游业,为疲软的日本经济注入活力。为此,岸田政府已定下目标——每年吸引5万亿日元的旅游消费,且到2030年使访日游客数量增至6000万人。但是,近日有日媒对此质疑道:在中国这个最大推动力缺席的情况下,这一目标还能实现吗?
(文图:赵筱尘 巫邓炎)