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凤凰快三2023-01-31 16:05

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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我国露营旅游发展历程与展望******

  作为一种新兴的旅游业态,露营旅游凭借其短途化、聚集性低、私密兼顾社交、消费便捷、体验性强等优点强势占据了旅游市场,成为新的旅游消费增长点。

  一、中国露营旅游的发展与类型

  (一)发展历程

  露营集观光、休闲、娱乐、户外教育、体育竞技于一体,是享受生活、亲近自然最好的旅游方式之一。相比发达国家,我国露营旅游还处于起步阶段。露营旅游的概念最早出现在1997年,吴承照在其《中国旅游规划30年回顾与展望》一书中指出,“专业化户外游憩基地(露营基地、环境教育基地等)建设成为必然趋势”。2013年,国务院出台《国民旅游休闲纲要》,从国家层面正式提出露营旅游。为推动露营旅游快速发展,2016年《休闲露营地建设与服务规范》国家标准出台并实施,对休闲露营地的建设和服务事项提出了具体要求;2019年文化和旅游部发布《自驾车旅居车营地质量等级划分》,并组织开展评定。2020年以后,中国的露营地如雨后春笋般涌现,分布在景区、城郊、乡村、山野等地。艾媒咨询发布的《2021—2022年中国露营经济产业现状及消费行为数据研究报告》提出,露营旅游是国民健康旅游和生活的重要内容,营地是露营旅游最重要的载体。2014年至2020年中国露营营地市场规模从77.1亿元增至168.0亿元,复合增长率达13.9%。2021年12月,国务院印发的《“十四五”旅游业发展规划》提出,推进自驾车旅居车旅游,实施自驾游推进计划,形成网络化的营地服务体系和比较完整的自驾车旅居车旅游产业链,推出一批自驾车旅居车营地和旅游驿站。据统计,目前全国已建和在建的汽车营地不到2000家,根据《自驾车旅居车营地质量等级划分》行业标准及认定细则,全国5C、4C级自驾车旅居车营地只有35家。由此可见,我国露营地建设在数量和质量上还有巨大潜力。

  为认真贯彻落实党的二十大精神,落实《“十四五”旅游业发展规划》《国民旅游休闲发展纲要(2022—2030年)》有关要求,丰富旅游休闲产品供给,有序引导露营旅游休闲发展,不断满足人民群众美好生活需要,2022年11月,文化和旅游部等十四部门印发了《关于推动露营旅游休闲健康有序发展的指导意见》。意见明确提出,“露营旅游休闲是指在户外使用自备或租赁设备以休闲游憩、运动娱乐、自然教育等为主要目的,在有明确范围和相应设施的营地场所驻留的活动。”意见提出,“推动全产业链发展。做大做强露营旅游休闲上下游产业链,提升全产业链整体效益。引导露营营地规模化、连锁化经营,孵化优质营地品牌,培育龙头企业。”“以深化供给侧结构性改革为主线,顺应人民群众旅游休闲消费体验新需求。”

  (二)主要类型

  1.根据露营装备,分为传统露营、便携式露营和精致露营。传统露营指几乎只带背包进行的露营活动,追求的是苦行僧式的旅行体验。便携式露营指所有的露营设备均由营地提供,旅行者不用带任何设备。精致露营则融合户外美学,配有房车、卡式炉、咖啡机和星星灯等装备,更加符合现代人的休闲娱乐需求,是目前比较流行的露营选择。

  2.根据露营方式,分为常规露营、汽车露营、房车露营、特殊露营。常规露营指露营者徒步或驾驶车辆到达露营地点,通常是山谷、湖畔、海边,露营者(又被称为背包客或驴友)可以生篝火、烧烤、野炊、唱歌。汽车露营指狭义上的汽车露营,露营者驾驶小轿车、卡车等常规车辆,携带帐篷、睡袋、防潮垫、户外炊具等露营设备,在合适地点进行露营。房车露营指广义上的汽车露营,是驾驶房车进行的露营活动。特殊露营是指特殊活动的露营,比如长距离攀岩,露营者将帐篷挂在悬崖边进行的露营活动。

  3.根据露营驱动力,分为景区驱动型、资源驱动型、市场驱动型和设施驱动型。在我国营地发展中,景区驱动型是指依托景区,在其内部或附近划出特定区域设立的营地,为景区提供更加丰富的旅游产品。资源驱动型是指建设在尚未开发的自然生态环境或自然景观品位十分突出的环境中的营地。该类营地主要提供补给、露营等基本服务产品。市场驱动型是指以大中城市为核心,在城郊接合部的旅游特色村镇或特色旅游资源聚集区开发建设的营地。这是目前我国营地发展中最为常见的一种类型。设施驱动型指以移动木屋、房车、帐篷等不同类型的住宿设施为载体,配套开发各类型休闲娱乐旅游产品形成的综合性旅游休闲度假地,兼具体育运动、休闲度假、养生康体、商务会议、亲子游乐等多重功能,这种模式更加符合未来的旅游需求。

  二、国外露营旅游的发展经验

  (一)美国露营旅游

  1.重视休闲教育。美国许多高校设置了休闲、娱乐与户外运动管理等专业,为户外产业输送了专业管理人才,使露营地实现了更为专业化的管理。

  2.多样化经营模式。以汽车露营为例,美国露营地达两万多个,在经营方式上实行多样化的模式,主要包括私人营地、政府公共营地、合作经营营地等,营地建设严格遵循减少拥挤、保护环境和亲近自然的原则。

  (二)日本露营旅游

  1.注重保护生态。露营地通常选择在交通干道与旅游景点之间的重要节点,既为露营者提供往返便利,又充分考虑到露营地与景点之间的距离。尤其是汽车营地的开发,注重实施生态性开发,尽量避免破坏自然景观,实现人与自然的和谐统一。

  2.合理进行分区。根据露营地的特色,划分餐饮、住宿、游览、购物、娱乐、休闲等功能区,还为露营者提供金融保险、信息咨询、汽车保养和维护等服务,通过多种服务功能的划分,为露营者营造更好的露营环境。

  (三)欧洲露营旅游

  1.建立严格的生态环保系统。欧洲露营地建设注重环境保护,如,法国在2006年就制定了《全国房车露营地风景质量宪章》,具体措施包括废弃物回收、水资源再利用、在露营地增设垃圾分类设施等。在露营地开发上,强调体现当地风景价值,与周边环境相一致。

  2.实施标准化运作。欧洲主要是按照分级标准评定房车露营地设施和服务质量。如,法国露营地根据营地容量、供水设施、道路状况、照明状况、娱乐设施规格划分为四个星级。丹麦从建筑物、场地、设施三个方面将露营地划分为五个星级。

  三、中国露营旅游发展对策建议

  (一)推动露营品质化发展

  各地要认真落实《关于推动露营旅游休闲健康有序发展的指导意见》有关精神,出台配套政策,推动公共营地建设,扩大公共营地规模,提升服务质量。鼓励支持经营性营地规范建设,提高露营产品品质。鼓励利用各类现有空间和场所,依法依规发展露营旅游休闲功能区。同时推进部门协调,做到房车要有制造标准,放宽房车上牌照、推行房车保险服务等。

  (二)开发“露营+”产品

  露营的核心属性就是拥抱自然,在发展自驾车旅居车露营地、帐篷露营地、青少年营地等多种营地形态的同时,应打造“露营+”特色产品,实现功能聚合,如开展“露营+赛事活动”“露营+户外运动”“露营+自然教育”“露营+休闲康养”等,把更多元素融入露营产品,开启“露营夜经济”消费模式,使特色体验逐渐成为露营标配。

  (三)保护露营地生态环境

  精致露营是通过将餐饮、住宿置于自然的环境、风格化的场景中,把露营变成一种沉浸式玩乐体验的休闲度假方式,是家与自然最生动的结合。在精致露营发展中,要更重视露营基地环境保护,使环境更接近自然;在装备配置上,要融入风格化元素,使游客享受到独特的审美乐趣和身心的放松。

  (四)延伸露营产业链。

  要运用旅游产业扶持政策,鼓励支持旅居车、帐篷、服装、户外运动、生活装备器材等国内露营行业相关装备生产企业进行创新研发,丰富产品体系,优化产品结构,打造个性化、高品质露营装备。培育露营产业咨询培训、规划设计等有关专业机构,推动露营旅游休闲上下游产业链各环节协同发展,延伸露营旅游休闲产业链。

  (五)实现露营智能化发展

  随着露营者群体的年轻化、科技信息技术的快速发展,露营者对露营地设施智能化的要求越来越高,露营地不但要提供设施和场所,还要为露营者提供智能生活和舒适空间,如智能家居房车、智能充电桩、智能烧烤等,使游客感受到智能科技带来的全新舒适体验。

  (李志勇 杜晓辉 沈和江 作者单位:河北师范大学)

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