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)
重视数据产权制度设计 加快建设数字中国******
作者:唐树源(上海杉达学院法学系教师、数字商务研究中心副主任)
党的二十大报告指出,要加快建设网络强国、数字中国。数据作为新型生产要素,对于数字中国的建设具有基础性价值。2022年12月,中共中央、国务院印发《关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见》(以下简称《意见》),对数据产权、数据要素流通和交易制度、数据要素收益分配制度及数据要素治理制度作出部署。数据作为新型生产要素,对于整个数字经济的发展都有着关键性价值,厘清数据产权制度是构建数据基础制度的基础性工作。
数据产权制度的关键性问题
要素市场运行的前提是产权配置清晰,产权不清的数据资源必然会限制数据市场的流通和交易。有关数据产权问题,早在2017年,习近平总书记就强调“要制定数据资源确权、开放、流通、交易相关制度,完善数据产权保护制度”。有关数据产权的讨论,需要关注如下几点关键性问题:
第一,有关数据产权的立法规定散见于各地政策性文件中,国家层面尚无统一的立法规定。特别是在2021年之后,各地有关数据要素的政策性文件出台较多,而数据产权的内容主要分散在各类文件中,各地的规定也有所不同。主要存在各地政府“自我赋权”“模糊处理”“规定不全面”等问题,这也就促使此次《意见》的出台,明确了数据产权制度的重要性,对理论界和实务界都有着定分止争的作用。接下来从国家层面制定数据产权相关的统一性规定已经非常必要,尤其是在《意见》的指引下细化数据确权的制度性内容是当务之急。
第二,数据确权不应只有所有权的确立,而应当构建符合数据独特属性的权属体系。当前国内外研究数据产权主要局限在所有权的问题上,这将不利于数据要素的市场运营和交易。数据具有有限排他、可分割、动态调整和技术依赖的独特属性,不能等同于石油等自然资源的确权思路,更不应当停留在所有权的层面。因而此次《意见》提出的数据确权治理路径是“三权分置”的数据产权运行机制,充分考虑到了数据的独特价值,更好地平衡了数据权属与市场应用发展。
第三,构建数据分类分级确权授权使用机制。《意见》提出要“探索建立数据产权制度”,其中包括“建立公共数据、企业数据、个人数据的分类分级确权授权制度”,说明数据产权不能“一刀切”。从分类上看,数据可以分为公共数据、企业数据和个人数据,每一类数据相关联的主体和内容都是不同的。如公共数据的主体涉及面更广,不同阶段会有不同的参与主体,权属的确立就更难,但公共数据的开放又更为重要,所以平衡两者之间关系的难题就摆在了决策者面前。同时,各类数据的授权机制同样重要并有所不同,这无疑增加了数据产权制度的复杂性。平衡好数据各类权利保护并兼顾效率最大的结果是数据产权运营的重要追求。
构建“三权分置”的数据产权运行机制
《意见》提出“建立数据资源持有权、数据加工使用权、数据产品经营权‘三权分置’的数据产权制度框架”,这是接下来数据产权确立的核心内容。对于此项较新的治理机制,需要注意理解如下问题:
一方面,“数据资源持有权”是基于数据所有权特殊性的分离权利。所有权、持有权、经营权、使用权、占有权等都是产权体系中重要的构成,持有权不同于使用权和经营权,更加突出对数据资源的掌控,是脱离于所有权的分离权利。之所以设立“数据资源持有权”,本质上也是因为数据资源所有权的不确定性。
另一方面,数据“三权”的分工和定位是不同的。 “数据资源持有权”是对于数据资源的掌控权利,如个人对个人所有的数据持有权,公司对公司所有数据的持有权,公共管理部门对公共管理服务中产生数据的持有权。“数据加工使用权”是对于数据的加工处理活动的使用权利,持有并不代表着有权对数据进行加工处理,在数据授权加工中尤为明显,因而使用权所涉及到的主体就更为多元。“数据产品经营权”是对于数据产品的经营性权利,数据从一开始的资源形态,经过加工处理,最后形成为数据产品,可以经营并产生收益。随着数据交易市场的快速发展,未来各类数据产品会更加多样和丰富,这也容易引发市场竞争的垄断和不公平性,因而更加公平、开放的数据产权运行机制是十分必要的。
建立数据产权制度需要同步解决的问题
当数据不确权,就会限制数据的流通交易,而当数据产权机制确立后,随着数据广泛流通使用,势必会遇到其他方面的各类问题,如各方权益保护、安全、合规等方面的难点问题,需要重点对以下几个方面加以关注:
第一,健全数据要素权益保护制度。数据相关的权益保护主要包括数据财产权益和人格权益的保护。针对不同类型的数据保护内容是不一样的,如个人数据重点在于隐私保护与个人信息保护,企业数据的重点在于商业秘密与知识产权保护,公共数据较为复杂,可能同时包含个人数据和企业数据的内容。随着数据交易运营的快速发展,多方主体参与会使得各方权益保护更为重要。同时,数据也会经历动态发展的过程,针对不同时期的数据权益保护也不尽相同,实践中需要更加细化不同流程和阶段,并进行分类分级保护。
第二,重视数据全流程合规能够更好保护数据产权。数据产权制度的确立本质上就是从根源上划清各方主体的数据权益,确保数据运行的合规。此次《意见》指出要“建立合规高效、场内外结合的数据要素流通和交易制度”“完善数据全流程合规与监管规则体系”“ 统筹构建规范高效的数据交易场所”。当前,数据合规已经逐步被重视并引入企业实践中,此后的数据合规需要结合“三权分置”的数据产权运行机制全面梳理并总结,明确各方权利和责任。以数据合规为契机,全面开展数据产权保护工作是较好的切入点,有助于建立起公平、经济的数据要素流通和交易环境。
第三,安全是数据全流程的底线原则,数据产权制度也需要动态调整,适应数据市场的发展。此次《意见》指出要“统筹发展和安全,贯彻总体国家安全观,强化数据安全保障体系建设,把安全贯穿数据供给、流通、使用全过程,划定监管底线和红线。”数据产权制度本质上是根据数据独特产权属性而创立的,当数据要素市场需要更合适的产权制度的时候,当前的数据产权制度进行不断调整也是必然的。这当中首要保障的就是安全底线,安全体现在数据权属、内容、技术、载体等层面,也贯穿于数据交易、授权、加工、开放、共享等全过程。有了安全的保障,使得数据产权制度更加坚固,数据要素的市场活力方能够充分释放。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)