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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)

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去年银行结售汇和涉外收支双顺差 2023年跨境资金流动将更稳定******

  本报记者 刘 琪

  1月18日,国家外汇管理局(下称“外汇局”)公布2022年12月份及全年银行结售汇和银行代客涉外收付款数据。按美元计值,去年12月份,银行结汇2092亿美元,售汇2022亿美元。2022年1月份至2022年12月份,银行累计结汇25709亿美元,累计售汇24635亿美元。

  按美元计值,去年12月份,银行代客涉外收入5279亿美元,对外付款5048亿美元。2022年1月份至2022年12月份,银行代客累计涉外收入62517亿美元,累计对外付款61753亿美元。

  “2022年,面对复杂严峻的国际形势,我国统筹疫情防控和经济社会发展,加大宏观调控力度,应对超预期因素冲击,高质量发展取得新成效,实现了‘十四五’良好开局。人民币汇率双向浮动、弹性增强,在合理均衡水平上保持基本稳定。”外汇局副局长、新闻发言人王春英表示,展望2023年,外部环境仍存在不确定性因素,但国内经济有望总体回升,我国外汇市场有基础、有条件保持平稳运行,跨境资金流动将更加稳定。

  近期外资参与境内证券市场

  保持活跃

  王春英表示,我国跨境资金流动全年总体均衡,主要有几方面特点:第一,全年银行结售汇和涉外收支均为顺差,外汇市场供求保持基本平衡。2022年,银行结售汇和银行代客涉外收支顺差规模分别为1073亿美元和763亿美元。近期,在内外部因素共同推动下,我国外汇市场运行更趋平稳,2022年12月份银行结售汇和涉外收支均为顺差,分别为70亿美元和231亿美元。综合考虑其他供求因素,2022年我国外汇市场供求总体保持基本平衡。

  第二,外汇市场预期总体平稳,市场交易理性有序。在复杂多变的内外部环境下,远期和期权市场反映人民币汇率预期的相关指标变动幅度可控,没有出现持续较强的单边走势,说明市场主体汇率预期保持总体稳定,市场主体结售汇和涉外收支行为理性有序。市场主体结汇意愿基本平稳,总体保持“逢高结汇”的理性交易模式。

  外汇局公布数据显示,2022年结汇率(即客户向银行卖出外汇与客户涉外外汇收入之比)为67%,较2021年提升1个百分点。企业积极使用自有外汇对外支付,持汇意愿较为稳定。2022年11月末,企业、个人等市场主体的境内外汇存款余额6396亿美元,较2021年末下降562亿美元。

  第三,货物贸易、外商直接投资等资金流入发挥了稳定跨境资金流动的主导作用。2022年,我国货物贸易跨境资金净流入规模创历史新高,较2021年增长45%,体现了我国对外贸易的发展韧性。外商直接投资资本金项下资金净流入保持较高规模,显著高于疫情前2019年水平;另据商务部统计,2022年1月份至2022年11月份我国实际使用外资1781亿美元,同比增长12%,说明我国经济发展前景以及巨大消费市场对外资吸引力仍然较强。

  第四,近期境外投资者持续恢复对我国证券市场投资。据外汇局统计,2022年12月份,境外投资者净增持境内债券和股票分别为73亿美元和84亿美元。从最新的市场数据看,近期外资参与境内证券市场保持活跃,2023年1月份上半月净买入境内股票、债券合计约126亿美元。

  外资将继续稳步投资

  我国证券市场

  在复杂严峻的外部环境下,2022年我国外汇收支形势保持总体稳定。王春英表示,我国外汇市场运行总体经受住了考验,人民币汇率在全球主要货币中表现相对稳健,我国跨境资金流动更趋均衡,这主要得益于两大支撑因素,表现为两个“韧性增强”。一方面,国内经济尤其是涉外经济发展韧性增强,国际收支稳健运行得到有力保障。另一方面,外汇市场韧性增强,适应外部环境变化的能力得到较大提升。

  对于2023年我国外汇收支形势,王春英认为,外部环境仍存在不确定性因素,但国内经济有望总体回升,我国外汇市场有基础、有条件保持平稳运行,跨境资金流动将更加稳定。

  “国内经济基本面是稳定我国跨境资金流动的决定性因素。”王春英表示,我国经济韧性强、潜力大、活力足,长期向好的基本面没有改变,随着优化疫情防控、稳经济增长等各项政策效果持续显现,2023年我国经济运行有望总体回升。主要国际组织等机构的最新预测数据显示,在全球经济增长放缓的大环境下,我国可能成为唯一呈现经济增速回升的主要经济体。同时,我国坚持推进高水平对外开放,不断提高跨境贸易和投融资便利化水平,加大吸引外资力度,也将继续为跨境资金流动营造良好的政策环境。此外,近期主要发达经济体通胀数据回落,经济下行压力加大,货币政策紧缩节奏可能有所放缓,相关溢出影响将边际减弱。

  “2023年我国跨境资金流动主要影响渠道有望更趋平稳。”王春英表示,一方面,经常账户将保持合理规模顺差,继续处于均衡区间。货物贸易项下,随着我国统筹疫情防控和经济社会发展成效显现,产业链供应链稳定的基础将更加坚实,同时制造业转型升级和区域贸易合作的持续推进也有助于提升货物贸易产品竞争力、推动出口市场多元化及发展跨境贸易新业态,我国货物贸易有望保持较高规模顺差。服务贸易项下,近年来我国制造业和服务业融合发展,生产性服务贸易尤其是计算机信息服务、商业服务等新兴服务业快速发展,将带动相关服务贸易出口增长。

  另一方面,资本项下跨境资金流动有望更加稳定。王春英表示,外商来华直接投资保持稳步发展,我国对外直接投资继续合理有序,直接投资将总体延续顺差格局。近年来我国外债结构优化,企业跨境融资波动性降低,未来仍会延续平稳走势。在我国经济增速企稳回升、人民币资产吸引力增强,以及人民币资产避险属性凸显等因素支撑下,外资将继续稳步投资我国证券市场。(证券日报)

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