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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）

学方言、手绘巡线地图 南宁铁警“接地气”保春运安全******

　　莫献忠对欲穿行大桥的村民进行劝导。　吴骆霞　摄

　　中新网南宁1月12日电(胡宏)警察、“水手”“绘图师”都是他的职业，他用自己接地气的做法守护着千年古镇扬美附近的铁路运输安全，今年春运是他坚守的第13个年头。

　　莫献忠是南宁铁路公安局南宁公安处南宁南站派出所的一名线路民警，2010年他来到扬美警务区，这里毗邻扬美古镇，每当高铁驶过古镇，现代与传统便在这里相遇。

　　莫献忠走在扬美古镇街上。　胡宏 摄

　　莫献忠管辖铁路线路43公里，横跨几十个自然村，点多线长并且学校众多，最近的一所学校距离铁路只有40米。特别是27公里长的老南昆线，多为低路基，沿线村民为了方便日常生活劳作，经常会横跨线路。

　　走村串户开展安全宣传自然成为莫献忠工作中的重要内容。作为“外来户”，不懂方言成了莫献忠开展工作的第一个“拦路虎”，于是他就把护路队员当“老师”，一字一句地向护路队员学，从说话开始慢慢融入当地群众当中。

　　“开展群众工作，不能光讲法律，要多站在他们的角度去帮助他们解决实际问题。”莫献忠说。

　　莫献忠到村民农场开展安全宣传。　胡宏 摄

　　2018年，村民反映村口主要铁路交通涵一下大雨就积水，行人车辆都无法通过。莫献忠立即将情况上报并争取相关部门的支持，在涵洞中修建了一条“高基”步道，即便遇到下雨积水也能使村民安全通过。

　　渐渐地，穿着一身警服，操着一口“土话”的莫警官变成了村民口中的“老莫”，几年下来，哪家有几口人、有多少小孩、多少大牲畜、家里田在哪，莫献忠都掌握得清清楚楚。

　　横跨在左江上的三座铁路桥是莫献忠管辖的重点区段，特别是左江大桥，每逢圩日，村民经常会借道大桥，莫献忠也都会早早来到桥头对穿行铁路桥的村民进行劝导。

　　同时，左江作为通航水路，不仅有两岸村民通过船只摆渡，更有大小货船经过，甚至还发生过因操作不当造成船只撞击铁路桥的事故。

　　桥上的情况可以实地踏勘，但是如何掌握桥面下和桥墩的情况曾一度让莫献忠犯难。

　　莫献忠在岸边给渡船固定缆绳。　胡宏 摄

　　在这里工作久了，莫献忠也变得“多才多艺”，不仅做得了“水手”，还当得了“绘图师”。

　　一次，莫献忠前往扬美村开展日常工作，和村民聊到了对大桥安全的担忧。村民杜师傅直接跟他说：“这有啥难，我经常要开船到对岸干活，到时候捎上你逛一圈，都是兄弟，也算是我为铁路安全做贡献了。”

　　自此，杜师傅每次开船渡江前都会给莫献忠打电话邀请他乘船巡线，莫献忠也就多了一层“水手”身份。

　　每天徒步巡线10公里是这些年来莫献忠始终坚持的必修课，他将徒步巡线收集到的资料分别绘制了普铁和高铁线路管辖图。

　　莫献忠在守护的线路图上添加信息。　胡宏 摄

　　“对我们线路民警来说，它必不可少。”莫献忠用笔点了点挂在扬美警务区墙上的手绘地图。

　　“三角形的是重要道口，圆形是交通涵，沿线所有的重点路段我都标注了出来”，指着“地图”上的各种标记，莫献忠如数家珍。

　　微微泛黄的地图上，一道道折痕似乎在诉说着它已经跟随自己的主人走过很多地方。

　　如今的莫献忠早已将线路图刻在了心里，他说：“巡线是个基础工作，底数清才能情况明，只有亲眼看到才能真正了然于胸，一步一个脚印才能走出安心。”

　　今年的春运，莫献忠更忙了，外出打工的青壮年纷纷提前返乡，前来古镇游玩的游客也日益增多，他将用更接地气的做法一直守护着铁路“大动脉”安全。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）