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)
边角料食品成“流量密码” 鱼龙混杂亟待加强监管******
边角料食品成“流量密码”但鱼龙混杂亟待加强监管
专家建议出台标准严把质量安全关
□ 本报记者 赵晨熙
“永远不要对‘边角料’抱有偏见!”用手机对桌上摆放的三袋食品从不同角度拍了两张照片后,家住北京市海淀区五路居的张延在朋友圈发送了一条推荐零食的消息。
他所推荐的这三款零食分别是猪肉脯、牛肉干和核桃仁,它们有一个共同特征——“卖相”不好。
“这些叫边角料食品,就是那些被压碎挤破,品相不太好的食品。”张延解释称,这些零食口感与正品无异,价格却便宜不少,绝对是“物丑价廉”的佳品。
当前,边角料食品受到越来越多年轻人的热捧,网购平台成为边角料食品最大的销售渠道。但边角料食品存在质量良莠不齐、以次充好等问题,食品安全存在隐患。
“边角料食品既能让消费者得实惠,也能为企业降本增效,但‘双赢’的前提是产品必须符合食品安全标准。”中国人民大学法学院教授刘俊海近日接受《法治日报》记者采访时指出,边角料食品非法外之地,应考虑出台相应标准规范,并加大监管力度,保障消费者舌尖上的安全。
边角料食品销售量暴增
自诩为“资深吃货”的杨喆早在几年前就对边角料食品有所了解。
“当时一家大型面包房出售吐司面包边,外观不齐整,但吃起来口感不错。”杨喆透露,最初的边角料食品大多来自面包房和蛋糕店,店家将加工剩下的面包边、蛋糕边等食材装袋销售。由于价格便宜,受众群体主要为中老年消费者。如今再次爆火的边角料食品则更像“网红食品”,追求猎奇的年轻人成为主要购买群体。
记者在某电商平台输入“边角料食品”关键词,搜索出大量店铺,其中以肉脯、牛肉干等肉类食品边角料为主,也有包括巧克力威化碎、海苔碎、核桃仁碎等各类食品。
“头两年生意一般,不少消费者对边角料食品心存芥蒂,认为是‘剩’的或是坏的,宣传产品时根本不敢提边角料等字样。”某售卖肉干边角料的商家向记者透露,自己的主业是做牛肉干加工,由于每批加工都能剩余一些边角辅料,为避免浪费就将这些肉干边角料再次调味后出售。最近一年边角料食品大热,有顾客甚至专门询问产品是否属于边角料食品,因此商家在宣传时都会力推边角料食品的概念。
一组数据也足以说明边角料食品的炙手可热。
据魔镜市场情报数据平台发布的《2022年一季度消费新潜力白皮书》(以下简称《白皮书》)显示,2022年第一季度,零食边角料相关产品在某电商平台销售额为2030万元,同比增长1749.23%。
产品良莠不齐问题频发
“千万别怀疑边角料食品的实力”“边角料食品好吃不贵,按斤囤不心疼”……在某社交平台上,不少帖子向网友们极力宣传着边角料食品的优势。
边角料食品是否真的物美价廉?记者调查后发现,现状并不乐观。
记者浏览了某电商平台多家销售边角料食品的店铺评价后发现,不少消费者都吐槽食品名不副实,甚至存在以次充好,销售“三无”产品等问题。
杨喆曾在某电商店铺购买一款五连包促销装的边角料肉脯,收到货后发现,产品包装非常简陋,塑料包装袋上仅印有猪肉脯字样,并无生产商、产品信息等具体标识,就连生产日期、保质期等关键信息都只是印在袋内的一张小白纸上。
杨喆就此询问过商家,商家解释称产品均为生产线加工生产,只是分装方式不同,质量绝无问题,且边角料食品并非完整正品,因此无法使用原产品包装袋进行包装。
“来路不明”是当前边角料食品存在的又一大问题。有消费者吐槽,自己购买的猪肉脯碎中竟然还夹杂着一些“不知道是什么种类的肉丝”。
记者发现,这类“混合产品”绝非偶然,多名消费者表示,在购买的边角料食品中发现过“不明产品”,有些同一包装内的食品吃起来口感味道也相差很多,不像是同一批次、同一生产线生产的食品。
在从事食品加工行业多年的李智看来,除非是一些大型食品加工厂,否则边角料的产出是很有限的。
“食品边角料是在制作食品时出现的零碎材料,因形状等原因无法被正品采用。企业为了经济效益,会控制边角料的产生,即便出现,大部分也会被用作食品原料,回收再制作。”李智认为,实际中大规模售卖的边角料食品不能排除是从多种渠道收集而来。
随着边角料食品逐渐成为“流量密码”,很多人在购买时都忽略了价格,有消费者“算账”后发现,一些打着物美价廉旗号的边角料食品和正品价格相差无几,有的甚至超过正品售价。
《白皮书》提到无法保证产品品质、性价比存疑、演变成营销概念已成为边角料食品行业的痛点。部分商家用低质量产品、宠物食品和临期食品冒充零食边角料;部分商家通过包装方式误导消费者,产品真实价格甚至高于正装产品;还有的商家仅将边角料作为营销概念添加至一般商品的标题中。
亟待出台相关标准规范
“边角料食品也是食品,食品经营者必须遵守食品安全法等相关法律规定,确保产品符合食品安全标准。”中国法学会消费者权益保护法学研究会副秘书长陈音江指出,根据食品安全法规定,食品包装上应有食品名称、配料表、生产者名称、地址、生产日期、保质期、生产许可证编号等信息。尽管边角料食品多采用“散装模式”,但法律规定,散装食品外包装也要标明食品名称、生产日期、保质期等内容。
刘俊海补充指出,消费者权益保护法明确消费者享有知情权,因此商家不能以简装等任何理由推脱提供产品信息,更不能销售“三无”食品。
鉴于当前边角料食品多在网络渠道售卖,陈音江提醒电商平台也要加大审核力度。电子商务法规定,平台对于商家具有资格审核义务,在食品、药品等关于公民生命健康安全的领域,平台未尽资质资格审核义务造成消费者损害的,应当承担相应责任。因此,在呼吁商家遵纪守法的同时,更应强化电商平台责任,对商家严格审核,一旦出现消费者投诉等要积极介入并协助调查,保障消费者权益。
“目前我国对于边角料食品,并没有对应的产品标准或管理规范,使其处于‘灰色’地带。”刘俊海认为,针对边角料食品的特殊性,可以考虑由相关部门或行业协会等出台相应的标准和规范,避免出现监管盲区。
刘俊海举例称,可对边角料食品的加工、存放、包装和销售模式等进行规范。比如,哪些食品边角料适宜出售,哪些不适宜;边角料食品可能含有多批次产品,如何合理确定保质期等。
同时,还应加强对边角料食品的监管,相关部门应对肉脯碎等重点品类食品的生产、销售等环节进行抽检,电商平台也应收集消费者投诉问题,协助相关部门形成监管合力。对出现问题的商家要采取“零容忍”态度,强化打击力度,加大不法商家违法成本,合力严把边角料食品的质量关和安全关。
漫画/李晓军
(文图:赵筱尘 巫邓炎)