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）

课堂内外，他们用思想的力量凝心铸魂******

　　【新时代新征程新伟业】

课堂内外，他们用思想的力量凝心铸魂

——广大高校师生推动党的二十大精神“学起来”“讲起来”“用起来”

光明日报记者 周世祥 姚晓丹 刘博超

　　“通过邀请好友赛、双人赛、四人赛等形式，可以解锁答题勋章、抽取幸运奖品，以赛促学，形式灵活。在比赛过程中，不仅增进了同学间的友谊，更加深了对党的二十大报告和党章的理解。”靠着自己的实力“通关”后，北京理工大学外国语学院硕士研究生王禄玺表示。据悉，为引导广大青年学生深入学习党的二十大报告和党章，11月21日至12月30日，北理工面向全体学生开展“学习党的二十大精神”网络知识竞赛，引发了学生的广泛关注和参与。

　　“学起来”“讲起来”“用起来”……冬日的高校校园寒意袭人，但在教室里、广场上、党旗下、屏幕前，一次次“开讲了”点燃的是青春的热情，一次次“深入学”启迪的是智慧的头脑，投身科研、躬耕教学、精于专业建设，高校师生们用奋斗检验着学懂弄通的成果，将党的二十大报告中的真知灼见带入“双一流”建设和新时代教育高质量发展改革中，砥砺青春，踔厉奋发，勇毅前行，书写属于时代的新篇章。

　　“学起来” 直击理论热点，学懂弄通做实

　　5分钟，也许只是喝一杯水、看一篇新闻、聊两句家常的时间，在大学生活中可能很“碎片化”“不起眼”。但是在中国政法大学，5分钟可以上完一节有趣有益的“微党课”。

　　“最美课堂”获得者黄东，国际法学专家霍政欣，党史专家胡尚元、吴韵曦……这些“超豪华”的教师阵容共同组成了《法言微语二十大300秒微党课》，5分钟时间，一两个关键词，学校用“小而精”的微课堂带领师生学懂弄通党的二十大精神。

　　什么是中国式现代化？如何全面贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想？如何弘扬伟大建党精神？一个个重要的概念和知识点在老师们的讲述中深入浅出，潜移默化地让学生听懂、记住，筑牢思想根基。10月16日至今，中国政法大学党委组建二十大宣讲团，组织多次专题理论学习和宣讲，除了《法言微语二十大300秒微党课》之外，党的二十大“融宣讲”专栏，思政教师讲党课、“百场青春思政课”系列专题思政教育活动、青春讲师团“青椒思政小课堂”专场系列宣讲，“二十大和我的人生路”主题党团日活动等，共同组成了“融宣讲”格局，并充分利用文字、图片、视频等形式，线上线下相结合，打造校报、微信、微博、新闻网、社会媒体等各类媒体平台互联互通互动的融媒体矩阵，增强党的二十大精神宣传和理论学习的针对性、吸引力、实效性。

　　除了来自教师的讲述，中国政法大学还营造了朋辈间的“共同学习”“共同进步”氛围。在“扬帆正当时 是友亦为师”朋辈系列宣讲中，围绕学习宣传党的二十大精神，7位法大学子作为朋辈讲师，为同学们分享了他们个人独特的经历与成长的故事，把法学的基本理念融入个人成长的经历中，让同学们对党的二十大精神理解更透彻。

　　为了系统深入学好百年党史，北京理工大学机车学院硕士生邹雨初和“跨专业”团队小伙伴们最近致力的一件事，是把党史知识打造成一个知识图谱。

　　“运用深度学习捕捉数据方式、图谱化的呈现形式，我们提炼出来人物、事件、组织、旧址、文献这5类单元实体，通过把这5类单元实体进行整合，总结出了党史学习专业领域的14种相关关系，例如‘人物—事件’等等，并通过这一套单元实体、相关关系搭建出一个基础的自然语言处理的网络。我们用知识图谱加自然语言处理展现学习内容的方式，打造了‘知识图谱+党史’学习平台。”邹雨初表示，平台今后将向高校学生、文史领域爱好者研究者等敞开大门，将党史领域主观的“关系”数据化、可视化，搭建起知识之网，让党史学习教育的深度和广度得到拓展。

　　“讲起来” 强化精神指引，增强理想信念

　　除了“深入学”，各大高校近日也在以丰富多彩的形式，结合师生学习工作实际，开展参观、朗诵、答题等活动，将党的二十大精神传达好、领悟透。

　　在北京航空航天大学航空科学与工程学院，21级硕士生党支部开展联合主题党日活动，前往国家博物馆参观“人格的力量——中国共产党人的家国情怀”主题展览。170余件各个历史时期中国共产党党员的手稿、家信、遗书等珍贵文献以及各类实物，包括李大钊的《狱中自述》、何叔衡在长征出发前夕送给林伯渠的毛衣、方志敏嘱托胡逸民把手稿带出监狱的亲笔信、王继才夫妇在开山岛守岛时升起的国旗、钟南山赴武汉的高铁票等呈现在学生面前。

　　“每件展品都饱含中国共产党人不畏艰险、不惧牺牲、不懈奋斗的家国情怀，我们青年党员应该传承革命精神，汲取先辈们的人格力量，奋发有为，以‘赶考’的清醒和坚定答好新时代的答卷。”北航学生纷纷有感而发。

　　为迅速掀起学习宣传贯彻党的二十大精神热潮，激励广大师生凝心聚力，踔厉奋发，对外经贸大学举办了“喜庆二十大 建功新时代”主题朗诵大赛。主题朗诵以惠园诗社的诗《山村喜事》开场后，来自该校各分工会的19支参赛队伍倾情演出。《红船的方向》展现了对伟大建党精神的深情诠释，《我心中那面神圣的旗帜》凝聚起全体党员对党的赤诚，《月光下的中国》《亲爱的党》等朗诵更是以丰富多彩的形式表达着青年学子对祖国最深沉的热爱，与党同呼吸、共命运、心连心的真挚情感。

　　“诗歌朗诵会是一场生动有效的党课，也是一次别开生面的大思政课。各个学院、各个职能部门都把党的二十大新思想、新提法、新表述及时且深刻地表达出来，从党史、新中国史、改革开放史、社会主义发展史、中华民族发展史中汲取营养，给大家进行了一场深刻的思想教育。”对外经贸大学校长夏文斌说。

　　“把党的二十大精神学习与知识竞赛有机结合，可以使广大教师在挑战与竞答中深刻领会和把握党的二十大的精神实质和丰富内涵，既增强了建设社会主义现代化强国的理想信念，同时也明确了建功新时代、奋进新征程的行动指引。”北京理工大学马克思主义学院青年教师张虹谈道。11月21日至30日，学校面向全校教职员工，组织开展了“喜庆二十大 奋进新征程”线上知识竞赛，活动获得了教职员工的好评。

　　“用起来” 统筹三大战略，服务重大需求

　　党的二十大报告中统筹教育、科技、人才发展，科教兴国、人才强国、创新驱动发展战略，记者注意到，在不少高校，科研更立足于国家社会发展重大需求，攻关更具前沿性、引领性的课题项目；科技赋能育人以新的想象空间，让拔尖创新人才成长土壤更为肥沃。

　　汽车能在天上飞了？11月17日，北京理工大学、北京理工大学重庆创新中心、酷黑科技（北京）有限公司与重庆市联合发布了项昌乐院士团队研发的全球首款载人级两座智能分体式飞行汽车工程样车，可实现人员、货物空地转运的无缝衔接，具备更大的灵活性。飞行汽车技术负责人、机械与车辆学院副院长王伟达教授表示，党的二十大报告为科技工作者指明了前进方向，在科技强国、交通强国战略和未来立体交通装备重大需求指引下，团队加强“原创性引领性科技攻关”，工程样车研制与试验验证近期取得关键进展。下一步，团队将加快推进成果转化和示范运行，将科技创新书写在新型立体城市空间中。

　　学生对上课内容如果有问题，或者愿意深入学习，不用加好友，随时可以在线“@”老师；上课如有知识点没听懂，可以随时回看课程视频；检验学生上网课知识掌握情况，教师可“一键”生成题目，随时发起测试，方便快捷。这就是“延河课堂”上线后北理工师生们的真实体验。

　　“一是打破了物理空间限制，北理工不少研究生，有时需要外出参加一些科创比赛，可能就会错过一两节课程，运用延河课堂可以随时随地学习；二是破除了时间的限制，在考前复习时方便及时查漏补缺；三是PPT有实时投屏功能，即使坐在后排也不用担心PPT字小看不清、拍不到了。”邹雨初表示。

　　“今后，我们还将推动‘数字图谱’建设，比如高等数学，从最开始微积分到复变函数，是一串知识点，我们把知识点串起来，构成了属于这个科目的一张知识网。这个环节打通以后，学生们想学什么知识点、整体脉络如何，都可以看到，一目了然。对于教师而言，更能准确定位所教知识和学生已学内容、今后深造方向的关系，对课程的重点把握得更好；对于专业责任教授、教学管理部门来讲，可以更好了解到整个专业的毕业要求有无全面覆盖这些知识内容，进一步优化课程体系。”北京理工大学教务部副部长肖煊表示。

　　“北理工基于智联网技术框架重塑‘人机物环’关系，构建三维空间与时间及知识两个维度协同融合的‘五维教育’，全面构建全人化人才培养图谱，通过构建素养图谱、知识图谱、能力图谱、素质图谱，四谱合一，重塑教育生态、赋能教育教学，推动全人化人才培养在内容、手段、模式、体系等方面的综合变革。”校党委书记张军表示，“党的二十大之后，北理工还要继续建设好智能化教学管理与服务平台，利用现代技术加快推动人才培养模式改革，实现规模化教育与个性化培养的有机结合，推进数字化人才培养，把数字资源的静态势能转化为教育改革的强大动能。”

　　《光明日报》（ 2022年12月27日 07版）