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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）

宁夏盐池：沙窝窝再响“创新经”******

　　【走进创新型县（市）】

　　最近，盐池成了宁夏的“明星县”——作为自治区唯一被科技部认定的全国首批创新型试点县（市），顺利通过验收。

　　“西北门户，关中要冲”，说的就是盐池。这里地处陕、甘、宁、蒙4省区交界处，曾是游牧与农耕文化的碰撞之地。兼容并蓄、敢为人先的创新精神，由此而生。

　　近年来，盐池县坚持实施创新驱动战略，着力推动新旧动能转换，以科技支撑民生改善为主线，让这一精神有了星火燎原之势。

　　在县委书记王海宁看来，他们的秘籍就是下好体系建设“先手棋”、亮出生态立县“绿色牌”、打造产业发展“新引擎”，有力推动县域经济稳中有进、进中趋优的同时，也让创新成果全民共享。

　　营造生态 激发创新活力

　　每到周末，盐池县奋林农畜交易中心的热闹总是最早划破黎明，周边养殖户都到这里交易滩羊。

　　谁也想不到，它的创办人、科技特派员强奋林曾经是个放羊娃。从只有3间羊棚的羊场到畜牧养殖和加工销售为一体的园区，强奋林生意越做越大，还在羊圈里搞起了“互联网+”。目前中心滩羊总交易额达2600万元，带动农民增收600余万元。

　　作为“中国滩羊之乡”，盐池县2021年滩羊饲养量达322.7万只，羊肉产量2.86万吨，规模化养殖比例70%，农民一半以上的收入来自于滩羊养殖。

　　“都说我胆子大、脑子活，我觉得跟全县整体氛围关系很大。”强奋林笑道。

　　激发创新活力，关键在于营造良好创新生态。

　　盐池县充分发挥创新引领发展的第一动力作用，研究出台《实施创新驱动战略推动工业经济高质量发展的意见》、连续8年修订“创新驱动28条”等政策，创新环境持续优化。

　　“在政府，我们是个‘特殊存在’。”盐池县科技局局长屈昊告诉科技日报记者。

　　他之所以这样说，是因为县四套班子分别成立了科技创新工作领导专班。扁平化的创新体系，让创新政策和机制“一竿子插到底”，有效推动了科技管理和地方特色基础研究及示范推广。

　　举一纲而万目张。在多元化科技创新投入体系的撬动下，盐池县财政研发经费投入保持30％的年增长率，累计发放“宁科贷”2480万元、贷款贴息300余万元，兑现企业创新驱动奖补资金2.6亿元，研究与试验发展（R＆D）经费投入增长率达30％以上。

　　三链融合 孕育发展伟力

　　要发展，更要高质量发展。盐池县紧盯创新主体不放松，推动各类创新要素向企业聚集。

　　2020年10月，宁夏深燃众源天然气有限公司放出一个“大卫星”——在国内首次实现BOG制取液氦产品示范运行，为解决国家战略氦资源短缺问题提供了有力借鉴。

　　“这是我们与中科院理化研究所、中科富海低温科技有限公司深入合作的硕果。”该公司副总经理常国宾表示。

　　东部的智慧，西部的激情，在这片土地上交织、升腾。

　　近年来，盐池县不断深化东西部科技合作机制，加强与中科院、上海交大等高校院所合作，研发推广一批支撑滩羊、黄花菜、化工能源等特色优势产业发展的新品种、新技术和新模式。最让当地人骄傲的滩羊产业，建起了全产业链现代农业体系，四登“国宴”餐桌。

　　如今，盐池县累计培育科技型企业89家，建成滩羊产业研究院等创新平台13个，合作实施科技项目45个，输出创新技术40项，技术合同成交1.56亿元。

　　这个山区小县深谙为创新“储值”的道理。

　　盐池县竭力打造引智育才“策源地”，已建立产学研科教示范基地10个，吸引30余名专家落脚或兼职；开展“百名专家基层服务行”工作，滩羊、牧草、生态建设、中药材4家自治区级专家团队扎根；累计选派科技特派员300余人，实施乡村振兴科技人才项目84个，培训农民3万余人次。

　　人才链和创新链、产业链相互融合，孕育出更加磅礴之力，在宁夏东部崛起一个创新高地。

　　改善民生 彰显科技魅力

　　科技为民、创新利民。亮出民生底色的地方，才有真的幸福。

　　在盐池县，科技创新不是一个个生硬的数字，县委政府将改善民生作为它的重要方向，融入了百姓生活的点点滴滴。

　　创新是推开窗就映入眼帘的那一抹绿。

　　曾经“风吹沙子跑，抬脚不见踪”的盐池县，通过集聚科研院所力量实施一批生态工程，到2021年底，全县森林覆盖率、草原综合植被盖度分别达到28.07%和58.45%，200多万亩严重沙化土地得到有效治理，100亩以上的明沙丘基本消除，成为毛乌素沙地治理全国样板。

　　创新是在家就能享优质医疗的那根线。

　　通过远程交流，花马池镇长城村村民陈晓露与县中医院专家确定了治疗方案，这种便捷的看病方式让她欣喜。近10年，盐池县85%以上的财力用于改善民生，县域就诊率达到95.8%，基层门诊率达到58.99%，实现了“检查在基层，诊断在县级”的目标，医改经验全国推广。

　　在这里，创新还是全区率先推进“互联网+教育”；是治安和交通领域实现全域覆盖、全网共享、全时可用、全程可控；是建立智慧扶贫综合管理服务平台，在全国创造金融扶贫“盐池模式”……

　　一件接着一件干，一届接着一届干，一张蓝图绘到底。盐池县每年实施的民生项目，从几十项增到了百余项。

　　截至2021年底，全县地区生产总值达到162.98亿元，工业总产值突破200亿元大关，人均GDP达到10.23万元，超过全国全区平均水平，光是国家级荣誉就捧回87项。

　　“为了增进民生福祉，科技创新、县域创新这条路，我们将坚定不移地走下去。”王海宁说。（本报记者 王迎霞）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）