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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）

宁东基地：再造一个宁夏经济总量******

　　【新春走基层】

　　元旦，坐标西北。

　　日长一线，蓝天高远，空气中透着一丝清冷。而在宁夏宁东能源化工基地（以下简称宁东基地），企业车间处处是热火朝天的景象，全力冲刺首季“开门红”。

　　且不说人勤春来早。自治区赋予宁东“再造一个宁夏经济总量”的宏伟目标，它丝毫不敢怠慢。就在不久前，这里获评2022年全国化工园区高质量发展综合评价第五名，连续5年入围十强。

　　做好今年经济发展工作，宁东基地党工委副书记、管委会主任陶少华认为必须“三坚持”，即项目是生命线，好企业是本钱，企业家是财富。

　　以项目为抓手 豪气

　　往宁东基地最高处望去，那是宁夏派可威生物科技有限公司分离间甲酚和对甲酚的装置。

　　“二者沸点差很小，常规方法不可能将它们分开，我们在国内首创用尿素法进行分离，能耗低，环境污染小，产品转化率高。”该公司总经理王进世告诉记者。

　　间甲酚全球需求量是6万吨，我国需求量为1.9万—2万吨，这套装置设计产能1万吨，宁夏派可威生物科技有限公司能产出5500吨。

　　占地面积1600平方米、高度63.5米的整套装置正在进行保温收尾、单体打压等工序，上料投产指日可待。

　　以项目为抓手，鼓励企业把小规模装置转化成大生产示范，这是宁东基地开发建设20周年的传统。

　　刚刚过去的2022年，宁东基地经济运行稳中向好，预计全年地区生产总值达到620亿元，工业总产值接近2000亿元，固定资产投资增长15%以上，工业增加值占自治区的30％，财政总收入达到155亿元。

　　“要保持发展定力，把经济发展工作的着力点放在实体经济和产业项目上。”在2023年经济发展重大项目推进会上，陶少华郑重强调。

　　靠技术来发展 硬气

　　拿起遥控器，只见眼前的玻璃一会儿呈磨砂状，一会儿呈透明状，明暗变化即在瞬间。

　　宁夏中星显示材料有限公司的这款智能调光玻璃，通电透明，断电雾化，可用于室内空间隔断、博物馆橱窗、银行等处。

　　“其实就是把液晶膜安装在两层玻璃之间，高温高压加工成夹层玻璃。”该公司技术负责人陈少华说。

　　铆力关键核心技术，企业实现了智能调光玻璃用液晶材料产品的产业化生产，2021年销售额1.6亿元，2022年至少翻一番。

　　靠技术取得长足发展，宁夏中星显示材料有限公司是宁东基地的缩影。

　　“我们始终充分发挥企业创新主体作用，着力打赢关键核心技术攻坚战。”宁东基地科技和信息化局局长易静华表示。

　　该局全年新立项实施本级科技创新项目34项，争取自治区重点研发计划项目16项，在煤化工、精细化工、新材料、清洁能源等领域攻克一批技术瓶颈。

　　去年，宁东基地全年登记自治区科技成果36项，较上年翻了两番；完成技术合同成交额2.5亿元，同比增长20%，成绩喜人。

　　用科技作支撑 提气

　　走在宁东基地，铁塔林立，管道纵横，厂房俨然，机器轰鸣声不绝于耳。

　　国能宁煤集团合作开发的高性能甲醇制丙烯工业催化剂替代进口；宝丰能源集团建成全球最大的太阳能电解制氢储能及应用示范项目；宁东瑞华新材料公司研制的特种抗冻防水涂料达到国际水准……

　　一批新动能的催生，离不开科技持续加码。

　　易静华给记者摆出几组数字。2022年，宁东基地全年本级财政科技创新支出9433万元，是上年的6.5倍；争取自治区项目经费4100万元，撬动企业研发投入预计突破14亿元，较上年增长25%；预计全社会R&D投入强度达到2.27%，较自治区平均水平高0.69个百分点。

　　宁东基地蓬勃发展，是宁夏切实把科技创新摆在经济社会发展核心位置的写照。

　　连日来，自治区党委宣传部举办系列新闻发布会，对党委经济工作会议精神进行解读。

　　1月4日，宁夏科技厅厅长徐龙在会上表示，自治区第十三次党代会把创新驱动战略作为“五大战略”之首，为优化创新环境、激发全社会创新动力提供了更为坚实的保障。

　　“科技系统将扎实推进科技创新‘四大工程’，全力抓好‘双百科技支撑行动’，努力为全区经济社会高质量发展提供更有力的科技支撑。”徐龙说。（本报记者 王迎霞）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）