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）

应对重污染天气 黑龙江省生态环境系统在行动******

　　6日，哈尔滨市、绥化市分别出现重度污染天气，并将重污染天气Ⅲ级（橙色）预警提升至Ⅱ级（橙色）预警。为了做好重污染天气应对相关工作，省生态环境厅召开厅党组2023年第1次会议，听取哈尔滨市、绥化市大气污染防治工作情况汇报，并进行研究部署。

　　会议要求，重污染天气应对工作要不折不扣贯彻落实省委决策部署，统筹调配资源力量，有力有序推动各项工作开展，提升大气污染防治能力和水平。突出应急减排清单企业管控、散煤污染管控、国控站点周边管控，严格落实重污染天气应对工作机制，全力以赴保障全省环境空气质量。

　　6日至7日，省生态环境厅成立督导检查组，以“四不两直”方式检查哈尔滨市多个区域企业重污染天气应急减排措施落实情况，对于未按照应急预案执行停产或限产措施的企业，督导检查组责令企业按照要求停工停产限产。

　　在哈尔滨市道外区，督导检查组发现，美佳粉末涂料厂未按照“涂装印染环节、热压环节停产”的应急减排措施执行，责令该厂停工停产。哈尔滨团结锅炉集团有限公司应急减排措施执行不到位。隆瑞塑料包装有限公司违法使用散煤、污染治理设施运行不良，督导检查组将其移交执法人员查处。

　　在哈尔滨市道里区，督导检查组发现，按照哈尔滨市重污染天气应急减排清单中的应急减排措施，哈尔滨市道里区哈尔滨鑫麒印务有限公司、哈尔滨报达印务股份有限公司应为长期停产，现场却正在生产。

　　在哈尔滨市平房区，督导检查组发现，佳联（哈尔滨）食品有限公司预警应急期间，应急减排措施执行不严，5日减产量未达企业应急预案中设定的10%的比例（实际减产为7%）。益海嘉里（哈尔滨）粮油食品工业有限公司企业应急预案未更新、企业锅炉应急减排措施未执行、厂区环境管理不到位。

　　在哈尔滨市香坊区，督导检查组发现，红星路卡迪旺食品厂及哈尔滨柯迈斯工具有限公司合围区域院内与哈尔滨烨泽包装印刷有限公司烟囱冒黑烟，均存在违法使用散煤的现象。

　　督导检查组在企业检查时要求，各相关部门和单位要切实履行生态环境保护主体责任，实地开展重污染天气应对专项督导检查，及时更新应急减排清单，以执法高压态势促进空气质量全面好转。企业要提高生态环境保护意识，兼顾经济效益与生态环境保护，接到重污染天气预警通知后，按要求迅速落实应急减排措施，待重污染天气预警结束后尽快恢复生产。

　　执法检查既要有力度，也要有温度。在检查生产企业时，督导检查组在检查过程中，就如何抓好固废管理、扬尘管控、落实重污染天气减排措施等问题和企业进行座谈交流，手把手教方法、传经验。

　　督导检查组负责人表示，将持续为企业纾困解难，帮助企业解决生产过程中遇到的环保问题，落实重污染天气应急减排措施，促进企业增强守法意识，提升环境管理水平。

　　此外，我省多地按照省生态环境厅部署，成立监督检查组开展重污染天气应急执法检查，对出现问题的企业督促整改。通过省市联动，确保各地做好重污染天气应对工作。

　　绥化市生态环境局成立24个强化监督检查组，对辖区减排清单内的企业污染防治设施运行、加药记录、在线自动监控系统运行、煤场渣场等物料堆场苫盖、应急减排措施落实情况进行检查，共检查企业189家次，棚户区32个，街边商户38家，清理露天烧烤12处，查处烟花爆竹燃放14起，发现1家企业灰渣未封盖，已对其进行督促整改，企业已立行立改。

　　牡丹江市生态环境保护综合行政执法局组织全市10个县（市）、区执法大队出动28名执法人员，对全市27家涉气企业开展执法检查，重点检查企业大气污染防治设施及在线监控设施是否正常运行、三堆是否覆盖、排污许可证制度执行情况、重污染天气应急预案制定落实情况，均未发现异常。

　　根据省生态环境监测中心预测，我省部分地区污染天气仍将持续。8日，哈尔滨、绥化、牡丹江、鸡西地区空气质量以轻度—中度污染为主，局地短时可能出现重度污染。9日至10日，哈尔滨、绥化地区空气质量以良—轻度污染为主。11日，哈尔滨、大庆、绥化地区空气质量以良—轻度污染为主。

　　省生态环境厅负责人表示，全省生态环境系统将严格落实省领导关于大气污染防治的有关批示要求，持续加大执法检查力度，紧盯列入污染减排清单企业减排措施落实工作，严防死守，坚决督促企业管控措施落实到位；紧盯散煤污染，重点关注城中村、城乡接合部、棚户区散煤使用情况，抓紧推进《黑龙江省散煤污染治理实施方案（试行）》，推动实施散煤源头减量、散煤清洁替代、供应能力提升、基础设施保障“四项工程”，推动污染源头治理。（吴玉玺）