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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）

张震将军的抗战岁月******

　　2015年9月3日，是中国人民抗日战争胜利纪念日。就在这一天，中央军委原副主席、世界反法西斯战争的老战士、在抗日战争中功勋卓著的张震将军永远离开了我们，享年101岁。张震16岁参加红军，南征北战，戎马一生，继新中国首次授衔被授予中将军衔后，1988年9月我国再度恢复军衔制时被授予上将军衔，也是177名共和国中将中最后离开我们的一位。全面抗战爆发后，张震先后担任八路军总部参谋、新四军游击支队参谋长、八路军第4纵队参谋长、新四军第4师兼淮北军区参谋长等职，协助彭雪枫、邓子恢等开辟战场、指挥作战，为民族独立和人民解放事业作出重要贡献，是我军最优秀的参谋长之一。

　　去太原做秘密联络工作

　　1937年7月的一个晚上，在抗大学习的张震突然接到上级安排他去中央组织部报到的通知，要求离校时不能带有红军字样的东西。张震原以为会马上奔赴抗日前线，没想到等待他的却是另一项任务——去太原做秘密联络工作。原来是彭雪枫“点将”，要张震与自己同往山西阎锡山处开展统一战线工作。第二天，张震随彭雪枫离开延安。到太原后，张震化名“中天”，住进新满城街30号“彭公馆”。

　　8月1日，中央指示彭雪枫等同志，红军即将改编，并准备入晋对日作战，要尽快成立太原办事处。10日，毛泽东电令太原办事处立即开设，以彭雪枫为主任。25日，中国工农红军主力正式改编为八路军。此时办事处的主要任务是：与第二战区司令长官、太原绥靖公署主任阎锡山交涉并商定八路军入晋的路线及开进方法；入晋后部队活动地区的划分；作战原则和指挥关系，以及后勤补充计划等。在彭雪枫、张震等人的共同努力下，经过多次交涉，终于促成阎锡山方面同意八路军由陕西韩城东渡黄河，在山西侯马上火车到大同集中，然后转赴察哈尔对日军作战。此外，还同意在太原、代县等地为八路军补充武器、弹药、被服等军需物资。

　　八路军主力部队向山西进发后，办事处的工作越来越忙，人员也增加了不少。原本空间就不大的新满城街30号难以满足大家居住和工作的需要。为了找到一个合适的办公地点，张震跑遍太原城，最终找到原成成中学的校舍租了下来。8月30日，八路军驻晋办事处在这里正式挂牌。张震以八路军总部少校参谋的身份，负责联络、接待工作，并兼任办事处总务科科长。此后，张震在彭雪枫的领导下与阎锡山部广交朋友，积极开展抗日民族统一战线工作，出色地完成了上级赋予的任务。

　　打响新四军游击支队抗战第一枪

　　1938年2月，张震奉命率八路军驻晋办事处部分工作人员离开山西，前往河南确山的竹沟镇与彭雪枫会合。到达竹沟后，张震担任了中共河南省委军事部参谋长，协助整编新四军第4支队第8团。其间，他与彭雪枫“热情宴请”豫南土匪武装段可祥团。推杯换盏之际，张震只带一个班就顺利解除了“段团”七八百人的武装。

　　9月，根据中央关于开展豫东敌后游击战争的指示精神，彭雪枫、张震等率部以新四军游击支队的名义，在竹沟誓师东征。10月11日，东征部队在西华城北的杜岗与豫东人民抗日游击第3支队和游击支队先遣大队胜利会师，合编为新四军游击支队，张震任参谋长。24日，整编后的部队东渡黄河，横跨淮太公路，于26日进至淮阳东北的窦楼一带宿营。自豫东沦陷，日寇杀烧抢掠，汉奸横行乡里，群众苦不堪言。游击支队到达窦楼后，当地群众欢欣鼓舞，热情招待。

　　次日上午，整装待发的部队遭遇日军突袭。张震与彭雪枫紧急磋商，决定采取敌进我进、迂回包围、侧后突击的战术，各大队迅速占领有利地形，消灭来敌。张震亲率警卫连占领了窦楼西南角的坟地。战斗中，他身先士卒，手持机枪把迎面的日军打散。正准备再次射击时，一颗子弹飞来，穿过了张震的右腿。卫生员简单包扎后，张震继续指挥部队从正面阻击敌人。同时，彭雪枫率3大队向敌左侧猛烈突击，打得敌人阵脚大乱，狼狈逃窜。游击支队首战告捷，共毙日军10余人，缴获大量弹药物资。虽然战斗规模不大，但意义深远，不仅打击了日军的嚣张气焰，更锻炼了部队，提升了豫东军民的士气。

　　开辟豫皖苏边抗日根据地

　　1939年2月，新四军游击支队进驻永城书案店，召开了团以上干部会议。根据中央的指示，会议提出建立豫皖苏边抗日民主根据地的具体任务。4月，日军向永城地区反复“扫荡”，驻守永城的国民党军丧失抗战信心，撤向大后方。于是，张震与彭雪枫等迅速组织建立了中共永城县委和县政府。这是游击支队在敌后建立的首个抗日民主政权。按照由小到大、由一到多的发展构想，根据地逐渐扩展到萧县、夏邑、宿西、涡北等地，豫皖苏边抗日根据地初具规模，与陇海路北的八路军和大别山麓的新四军形成掎角之势。在此期间，张震积极开展统一战线工作，动员永城东北的地方武装鲁雨亭部加入新四军，并介绍鲁雨亭加入中国共产党。此后，这支部队成为我军在豫皖苏边区北部打击日伪军的一支重要力量。

　　1939年9月，豫皖苏边区党委和新四军游击支队在涡阳县曹市集召开第一次党代会，讨论了豫皖苏边区的形势任务，作出大刀阔斧地开辟豫皖苏边抗日根据地的重要决定。此时，距游击支队誓师东征已过去了一年。在频繁战斗的间隙，张震坚持著文立言、笔耕不辍，相继撰写了《东征以后》《周年回忆》等文章。在《周年回忆》中，张震系统总结了开展敌后游击战的8点经验，在新四军内产生了广泛影响。

　　由于豫皖苏边区地处敌、我、顽争夺的战略要地，在敌伪联合“扫荡”、顽军蓄意掀起反共高潮的情况下，根据地中心区域一度易手。为顾全抗战大局、保存力量，彭雪枫、张震等率部向皖东北地区转移，在洪泽湖畔战斗与发展。其间，他与彭雪枫指挥部队一举歼灭了向我进犯的顽军韩德勤部，生俘韩德勤以下官兵千余人。1944年8月，根据中央关于向河南敌后进军的指示，彭雪枫与张震又率部西进，恢复了豫皖苏边区。到抗日战争胜利时，这块由张震参与领导创建、具有重要战略地位的根据地，成为全国19个著名的敌后抗日根据地之一。(孙宇中、贾娟)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）