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）

风雪边关路 千里送温暖******

　　春节前夕，本报记者随西部战区机关工作组看望慰问边防哨所官兵——

　　风雪边关路 千里送温暖

　　■本报记者 彭 亮 通讯员 彭小明

　　“穿上这身装具，站哨巡逻冷不冷？”春节前夕，记者随西部战区机关工作组来到海拔5380米的神仙湾哨所，看望慰问一线执勤官兵，为大家办实事解难题。工作组成员摸了摸战士身上的新式装具，嘘寒问暖细致入微。

　　边防哨所节日战备准备得怎么样？福利待遇政策落实成效如何？工作组领导告诉记者，近年来，党中央、中央军委和习主席高度重视边防建设，军地各级相继推出一系列惠军利兵举措，边防一线练兵备战、官兵生活条件等发生巨大变化。为进一步解决边防官兵训练执勤等方面存在的问题，西部战区按照“突出边防一线、倾斜艰苦地区”原则，专门抽组训练、政工、保障等要素，成立联合工作组，赶在春节前赴边防哨所看望慰问官兵，深入做好保生活、保战备工作。

　　翻雪山、过达坂、进哨所……驱车抵达某边防连时，夜幕已降临。此时，室外气温低至-24℃。记者看到，车刚停稳，工作组成员就兵分多路，直奔目的地——战区某处处长顾坤走进锅炉房，查看连队饮用水和暖气供应情况；某处参谋史诺走进制氧站，了解制氧装备性能和战备用氧基数；某处副处长张野峰来到班排宿舍与官兵围坐在一起，询问了解探亲休假、训练伤病等情况……该连连长张军深有感触地说：“工作组来之前就明确，不搞迎接、不听汇报，他们想到哪里、想了解什么就直达现场。”

　　“随着国家经济社会快速发展，各级大力推进边海防建设。如今，路、氧、暖、网、房都越来越好了！”谈及边关旧貌换新颜，已在高原一线坚守10年的二级上士扎西加参告诉记者。这些年，他亲眼见证巡逻走的砂石路变成柏油路、连队从土石房搬进阳光板房、营区从“信息孤岛”到用上无线网络……

　　守好边关，身体健康是基础，安心用心是关键。某边防连列兵马礼渊初上高原，脸上还没有标志性的“高原红”。工作组成员、某处处长杨柳青和军医一起，召集马礼渊等4名新兵，为他们普及高原病防治常识，介绍应急救援经验。大家拉家常、谈心事，很快打成一片。

　　“首次在高原过年，有什么期待？”面对记者询问，新兵们不仅想与家人视频通话、观看春节联欢晚会，还纷纷主动请缨参加站哨巡逻。交流结束，在工作组建议下，边防连队哨所下一步将加大对新战士全方位成长的帮扶力度。

　　战区主战，主责主业是备战打仗。一路上，工作组收集整理应急备战、管边控边等方面矛盾困难，以便结合新年度工作谋划统筹解决。某哨所海拔5046米，官兵乘车执勤巡逻要经过宽仅3米、多达27道拐的4公里陡坡。为此，战区专门就修建这条边防巡逻路作了下一步安排。该连指导员鲁文高兴地告诉记者：“听说上级计划拓宽升级这条路，全连官兵都很期待。以后无论执勤巡逻还是生活保障，都会更加安全方便。”

　　风雪交加挡不住浓浓真情。连日来，工作组一行顶风冒雪，深入被中央军委授予“喀喇昆仑钢铁哨卡”荣誉称号的神仙湾哨所和天文点、河尾滩、班公湖等边防点位，行程上千公里，一路走访慰问、一路解难纾困。在海拔6050米的无名山口，工作组接连遭遇险情，大家纷纷下车破冰除雪、清理路障。“在这么艰苦的环境里，官兵天天要执勤巡逻，多不容易啊！”一位工作组成员动情地说。

　　“感谢你们辛苦的付出、艰巨的付出、光荣的付出！”大雪封山，某哨所进出不便，工作组领导通过视频慰问坚守战位的官兵。视频中，哨所官兵的呼号声盖过了窗外呼啸的风声：“请组织放心，我们一定牢记职责、不辱使命，坚决完成好各项任务！”

　　据悉，在现地走访慰问的基础上，西部战区党委机关还通过安排一次上门走访、寄送一封慰问信函、拨打一个拜年电话等方式，了解边防一线官兵及家人的困难和需求，并送去新春祝福。截至目前，他们已协调西部7省(区、市)和新疆生产建设兵团共79个全国双拥模范城(县)慰问一线边防部队，帮助解决官兵看病就医、子女入学、法律纠纷等困难300余个。

　　(本报西藏阿里1月17日电 解放军报)