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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）

“数”造新动能，数字经济澎湃浙江******

　　【乌镇实践】

　　光明日报见习记者 刘习 光明日报记者 王美莹

　　小桥流水，静谧从容；水墨江南，细腻温柔。在这收获的季节，乌镇和互联网的“约会”也步入第九个年头。八年来，数字经济的引擎动能，深深改变着这个江南小镇，进而影响着整个浙江。

　　“乌镇之光”超算中心收获了3600多个用户的青睐，承接了多个国家级科研项目。与之对应，集聚103名到访院士、54名进家院士的乌镇院士之家是软实力保障。强大的人才队伍加速推动技术成果从“实验室”向“车间”转化，是技术和生产革新背后的“最强智库”。

　　上届世界互联网大会与桐乡崇福镇签约的清焓科技，在乌镇院士之家的帮助下成为国内首条具备年产能100万平方米的新型采暖建材示范生产线。公司董事长王昕感慨不已：“院士之家给我提供了一个很好的平台。”

　　八年来，乌镇的数字经济企业数从最初的12家增至如今超过1000家。2022年上半年，乌镇数字经济核心产业完成投资额15.9亿元，同比增长27.2%，成为经济增长和高质量发展的助推器。

　　以乌镇为原点，互联网的涟漪不断荡漾开去，深深浸润着浙江大地。

　　在数字经济与实体经济的深度融合的浪潮中，浙江的企业在不断地变化迭代。地处浙江台州的双环传动新能源汽车零部件工厂，刚刚晋级“未来工厂”。在双环传动车间内，处处可闻机器轰鸣，却鲜见工人。

　　“未来工厂里，一个大学生带着一群机器人工作。”双环传动项目经理林菊华说。从前，每条生产线需配备12名工人，现在仅需3至5人。同时，借助VR眼镜，可以在双环传动数字驾驶舱“虚拟工厂”看到整条运转产线，管理人员可以实时了解情况，实现远程操控。

　　从最初的机器换人，到之后的车间智能化改造，再到如今的进阶版未来工厂，数字化加持的制造业在浙江释放出新的生机。日前，浙江全省未来工厂总数升至41家，涵盖信息通信技术、汽车、家居、纺织等行业。

　　数字化不仅带来生产效率的提升，也渗透到居民生活更多方面，使人们得以共享数字经济发展所带来的红利。在淳安县下姜村，70岁以上老人有105人，其中独居的有15人。国网杭州供电公司用“电力关爱码”为关照独居老人交出了“数智答卷”，应用上自动生成的红、黄、绿三色码可以及时研判并预警突发情况。

　　“以往我们对独居老人的日常监护，只能一户户敲门，现在‘电力关爱码’接入了‘浙政钉’平台，当出现红、黄码时，异常信息会以钉消息通知到乡镇管理员、村社网格员和电力志愿者，通过定位系统，我们三方工作人员可及时赶到现场处理异常情况。”下姜村网格员姜祖见说。

　　“全国很多乡村都存在巨大的数字赋能空间。浙江省淳安县下姜村在这方面作出了有益探索，使乡村发生了一系列意义深远的变化。”新时代文化旅游研究院院长吴若山说。

　　今天，5G已揭开面纱，连同AR、VR等新技术一起嵌入“寻常”的生产生活场景，居民生活，智能汽车、智能计算、智能传感和工业互联网“三智一网”产业蓬勃发展。

　　世界互联网大会迸发的数字之力从乌镇出发，激活经济社会发展的新动能。借力数字经济，浙江打通了新时代发展的“任督二脉”。九年来，一张张承载着数字经济发展的蓝图覆盖了整个浙江，为推进数字中国建设提供了区域样本。

　　一个数字文明的智造新时代在浙江悄然开启。在这里，新旧交替；在这里，万象更新！

　　《光明日报》（ 2022年11月08日 10版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）