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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）
【十年·中国观察】只此青绿，中国“双碳”雄心背后的山河梦******
中新社北京9月23日电 题：只此青绿，中国“双碳”雄心背后的山河梦
中新社记者 王恩博
青峰叠嶂、绿水隐现，人在壮美河山中“诗意栖居”。持续走红的中国舞蹈诗剧《只此青绿》，既是对北宋名画《千里江山图》的写意表达，也被视作“天人合一”东方生态观的生动呈现。
资料图：舞蹈诗剧《只此青绿》剧照。 中新社发 中国东方演艺集团 供图从王希孟笔下这抹传世青绿，到“我见青山多妩媚，料青山见我应如是”等佳句名篇，自古以来，中国人便不吝抒发对绿水青山的向往。即便如此，“金山银山”也一度被优先考量。经济高速增长、城镇不断扩张，粗放的发展方式让中国付出沉重的环境代价。
不少人还记得2013年那个“十面霾伏”的春天。这年的前100天里，北京雾霾日数高达46天，较常年同期偏多5.5倍。放眼全国，空气质量“爆表”亦成为常态。PM2.5——一种直径不及头发丝粗细二十分之一的细颗粒物，引起全民担忧。
蓝天何以成了“难天”？原国家环境保护局首任局长曲格平曾指出，难就难在治理与经济发展的平衡，难就难在环保意识的薄弱。
当“先污染后治理”的老路无以为继，难，更得下决心改变。
正是2013年，“大气十条”——《大气污染防治行动计划》出台，一场蓝天保卫战打响。此后，相关顶层制度不断充实完善，中国人逐渐告别“呼吸之痛”。“十三五”以来，中国PM2.5年均浓度已实现“六连降”。2022年前8个月，中国339个地级及以上城市平均空气质量优良天数比例达到86.3%。
不仅与雾霾交锋，还与污水较量、与沙漠赛跑……中国这十年，生态文明建设受到决策层前所未有的关注，“绿水青山就是金山银山”已成为发展共识。
2020年，碳达峰碳中和目标的提出，展现当代中国人山河梦更具雄心的一面——开启一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。
绿色仍是这场变革的主色调。看看接连获得联合国“地球卫士”“土地生命”两项环保大奖的河北塞罕坝林场，便能感知一二。
50多年里，三代塞罕坝林场人“植”此青绿，用汗水将茫茫荒漠浇灌成百万亩人工林海。过去十年，这里最后近9万亩石质荒山也披上绿衣。据测算，塞罕坝每年为京津地区涵养水源2.84亿立方米，固定二氧化碳86万多吨，释放氧气近60万吨。
资料图：2021年7月30日，航拍塞罕坝千年秀林。(无人机照片) 中新社记者 韩冰 摄塞罕坝并不孤单。这十年，中国植树造林占全球人工造林的四分之一左右，单位GDP二氧化碳排放量累计下降约34%，许多曾在沙漠边缘挣扎的地方重焕生机。
绿色还在浸染中国大地。中国气候变化事务特使解振华透露，中国将强化森林碳汇，加强现有森林资源保育，力争10年内植树700亿棵。
一场变革影响的对象，可以大到一个国家，也可以小到每个个体。
中国社交平台上最近出现了不少“低碳博主”，“图图”是其中之一。分享空瓶回收攻略、参与闲置物品交换……她认真记录着自己的“低碳生活”点滴。虽多是些日常小事，却也吸引了不少粉丝关注交流。“图图”相信，每一个行动都具有传播性，人们实践可持续行为，将潜移默化地影响旁观者。
“绿色发展机制具有自我实现性质。”中国社科院生态文明研究所所长张永生如此解读这种新风尚：当越来越多人相信绿色发展可行并采取行动，更多成功案例就会出现。
理论得到了现实的验证。选择简约适度生活，将低碳环保纳入衣食住行考量的中国人，眼下已不在少数。社科院的一项调查显示，近九成受访中国消费者愿为环保改变消费习惯。生活方式转变背后，价值观念正在革新。
资料图：2021年3月11日，吉林长春的“纸壳先森兑换超市”店主整理回收的旧物。 中新社记者 张瑶 摄当然，变革必然伴随挑战。尤其对于向高质量发展“转轨”的中国经济来说，“双碳”带来的产业结构、能源结构调整等阵痛不会一夜间消失。
但化解难题也是个披沙拣金的过程。中国下定决心不要“污染的GDP”，那些高污染、高能耗的行业企业会自然而然被市场淘汰，高质量、可持续者将迎来发展“风口”。
作为汽车领域后发国家，中国新能源汽车产业的崛起是个典型例子。自2015年起，中国新能源汽车产销量已连续7年位居世界第一。全球首富、美国特斯拉公司首席执行官埃隆·马斯克承认：“中国在可再生能源发电和电动汽车领域正处于世界领先地位。”
资料图：2022年6月25日，长安新款新能源汽车亮相重庆车展，吸引不少市民前来了解。 中新社记者 陈超 摄相比浮出水面的部分，绿色低碳经济的潜能更令人激动。能源基金会首席执行官兼中国区总裁邹骥预计，到2050年，面向中国碳中和的直接投资可达至少140万亿元人民币。在“十四五”期间与今后30到40年里，这笔投资将为中国经济增长提供可观推动力。
只此青绿，不只青绿。数百年前，中国画家以绚丽青绿描绘大好河山；数百年后，“双碳”雄心下，一幅更具层次感的现代版“千里江山图”已初现雏形。
固然，这场变革不可能一蹴而就，也不会一劳永逸。但随“画卷”徐徐展开，当代中国人的山河梦正愈加栩栩如生、可触可感。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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