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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）

北京朝阳：推出线上科技AR秀 流光溢彩迎新春******

　　兔年新春佳节脚步临近，一串串大红灯笼、可爱的夜景灯光、漂亮的树挂灯饰、绚丽的渐变灯……将装点在北京市朝阳区大街小巷。1月20日起，北京市朝阳区将按照重大节日标准开启夜景照明，届时张灯结彩、喜庆祥和的氛围将陪伴市民一起迎接农历新年。此外，朝阳还将推出新年灯光秀，以线上科技AR秀联动线下灯光秀，上演一场璀璨绝美的灯光秀。

　　AR秀效果图（供图/北京市朝阳区城市管理委员会）

　　线上科技AR秀+线下灯光秀

　　共同点亮大美朝阳

　　兔年新春，奥运塔、大望京建筑组群、CBD区域以及滕隆阁、华润时代、同心桥、通盈中心、“炫彩望京”雕塑将上演精彩的灯光秀。在灯光秀中，手提红灯笼的小兔子将成为主角，它身边是绽放着绚丽的“烟花”，一只金色的凤凰展翅腾空，为市民朋友带去吉祥如意。

　　除了到现场欣赏灯光秀，今年春节期间朝阳区还推出科技AR秀，市民拿着手机、不出家门也能欣赏精彩的“灯光秀”。AR秀以“朝阳元宇宙·光影展宏兔”为设计主题，通过奥运塔上京鼓鸣、幻境画卷大望京、时空之镜 C B D、水行梦幻亮马河、凤舞滕隆兔报春等五个精彩场景。

　　线下灯光秀（供图/朝阳区城市管理委员会）

　　各大商圈灯光璀璨

　　14号线商业带沿线商圈火树银花 将延长夜景照明时间

　　朝阳区各大商业区将点“靓”迎新春。比如在三里屯，沿街树木将缠绕上漂亮的灯串，它们仿佛为树木穿上晚礼服，氛围感拉满，而且部分树木上的灯串可实现颜色渐变。蓝岛-芳草地商圈、亮马河风情水岸等区域布置灯笼灯饰、景观小品，电子屏播放电子烟花、电子年画等烘托节日氛围，

　　特别是14号线商业带沿线商圈，在地铁口到商圈最后一公里沿线范围内，行道树将“穿”上星星点点的装饰灯，枝丫上悬挂着洁白的大雪花，一派火树银花。夜幕降临，热闹的商圈在夜景灯光的烘托下更显得红红火火。据悉，假日期间，14号线商业带沿线商圈夜景照明时间将延长至各大商场闭店。

　　6处景观小品红红火火

　　大街小巷流光溢彩

　　春节来临前，朝阳区将结合新春主题新建6处景观小品装置。具体来看，分别是神路街的景观小品将体现剪纸艺术，利用灯笼等元素突出传统文化精神，展示朝阳区红红火火的节日氛围和朝阳区的高速发展。

　　朝阳公园是春节期间市民重要的游乐场所，因此在公园南门也将打造景观小品。这组小品将以大白兔形象突出兔年生肖特点，而且暖色系兔子剪影增加设计动感及其与背景彩环的互动性。

　　朝阳站的景观小品将由红色的水晶数字“2023”和可爱的兔头形象为近景，金色的朝阳区标志性建筑和红色的折扇为中景，金色门框、红色的变形中国结“新春送福”形象为背景，红色“北京欢迎您”字样寓意朝阳站作为北京东大门欢迎客人的到来。

　　武圣东路的景观小品将被装点上活泼可爱的装饰灯、芦苇灯等，为市民打造沉浸式的景观效果。

　　朝阳门环岛的景观小品将延续古代粮仓背景，展示朝阳区的门户形象。

　　杨闸环岛的景观小品展现朝阳区立足于高科技发展的远景，起此彼伏的光影更烘托了浓浓的春节氛围。

　　除了景观小品，朝阳区还将打造5条夜景靓丽街，分别是建外大街、工体东路、朝外大街、神路街、工体北路。灯串缠树、常规挂件、兔年特色路灯等元素将扮靓街道。

　　建外大街将突出庄严、厚重、大气的形象特点，通过采用树灯的方式对两侧绿化进行缠绕，同时采用炫彩灯展示朝阳区的魅力、时尚、国际化。神路街以传统的红灯笼延续丰厚的中国传统文化，寓意着朝阳区将打造宜居、韧性、智慧、人文城市。 工体北路沿路行道树上将被金灿灿的串灯装点得流光溢彩，同时还将通过利用一些创新型的装饰，比如蓝色的“朝阳星球”，展示最时尚最繁华的朝阳区，打造朝阳时尚、潮流、科技的街区特点。朝外大街作为体验式商业综合体的创新，在夜景装饰中将以多彩色调相互搭配，突出商务核心区的门户形象。

　　还将装饰天桥30座，其中重点装饰丰联广场附近的一座天桥，三里屯区域的3座天桥，三环路和四环路沿线各 13座天桥。同时，朝阳区还将在背街小巷、社区、村庄、居民小区营造浓浓年味。

　　传统+技术

　　老物件再利用增添“新”年味

　　朝阳区城管委相关负责人介绍，朝阳区春节景观布置将以中国红、金黄色为主色调，渲染浓浓的春节喜庆气氛。同时，点缀现代潮流的科技元素，蓝色、炫彩等效果则体现了朝阳区时尚感。

　　2023年是兔年，所以可爱的小兔子形象也将被装饰在春节景观布置中，此外，还有充满着中国传统文化气息的红灯笼、剪纸、中国结、扇面、生肖、花灯、福字等以及元宇宙等科技元素也将被充分应用。

　　据悉，春节景观布置以节能环保为主，充分“利旧”，也就是说将运用往年景观布置的灯笼灯饰、部件材料、 景观小品等，通过变化布置点位、更换布置元素等方式，为节日景观布置增添“新”年味。

　　同时，也将运用传统文化和科技元素，打造国际范十足的潮朝阳节日氛围。据悉全区共悬挂灯笼灯饰56条道路，布置6处节点景观、5条夜景靓丽街、30处过街天桥。此外，400余个居民小区、112个街巷胡同都将被点“靓”。（朝文）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）