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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）

解振华：中国已初步进入绿色、低碳、循环发展道路******

　　中新网卡托维兹12月8日电 第二十四届联合国气候变化大会2日至14日在波兰卡托维兹举行，中国气候变化事务特别代表解振华在7日由中国新闻社、国家气候战略中心和中国人民大学联合主办的“气候传播与公众意识”主题边会上做了首场发言。他表示，中国政府一贯高度重视应对气候变化工作，把推进绿色低碳发展作为生态文明建设的重要内容，作为加快转变经济发展方式、调整经济结构的重大机遇。中国已经初步进入到一个绿色、低碳、循环发展的道路。

　　解振华在致辞中表示，讨论“气候变化传播和公众参与”这一主题对于促进各国国内气候行动、推进全球气候治理很有意义。气候变化与每个人的生活环境息息相关，气候传播和公众参与是开展气候变化工作的重要内容。1992年签署的《联合国应对气候变化框架公约》第六条指出：“保障公众获取有关气候变化及其影响的信息；公众参与应对气候变化及其影响和拟订适当的对策”。

　　解振华指出，气候变化是事关人类前途命运的一个重大挑战，积极应对气候变化不仅是政府的职责，也是社会各界的共同责任。政府、企业、媒体、公众、社会团体和国际机构和组织作为推进应对气候变化的各个利益相关方，需要团结携手，共同应对。

　　解振华表示，中国政府一贯高度重视应对气候变化工作，把推进绿色低碳发展作为生态文明建设的重要内容，作为加快转变经济发展方式、调整经济结构的重大机遇。近年来，中国在提升公众意识等方面开展了很多工作。自2013年首届全国低碳日以来，通过举办应对气候变化主题展览，召开低碳论坛、建立低碳产业联盟，播放公益广告、组织低碳院士专家中国行、低碳进校园、进园区和进社区等系列活动，提升了公众的低碳发展意识。近年来，越来越多地方各级政府、企业、社区和媒体通过多种形式扩大了气候变化的影响力。如镇江举办的国际低碳大会，深圳举办国际低碳城论坛和应对气候变化国际影视大会。

　　解振华表示，正是由于社会各界的共同努力，中国的气候变化工作取得可喜的进展。截止到2017年底，中国碳强度已经下降了46%，提前3年实现了40%-45%的上限目标。可再生能源占一次能源比重达到13.8%，预计2020年完成15%的目标。森林蓄积量已经增加了21亿立方米，也超额完成了2020年的目标。这些目标的实现，为实现2030年二氧化碳排放达到峰值，争取提前完成，奠定了一个非常好的基础。

　　解振华在发言中谈到，国际上有一些媒体质疑中国“是否还是发展中国家”，认为中国“应该像发达国家一样实现绝对减排，并给发展中国家更多资金支持”，是因为还不了解中国的国情，中国仍然是一个发展中国家。

　　解振华表示，中国人均GDP(国内生产总值)是8800美元，仅为全球人均GDP80%的水平，在全世界排在70多名，还未跨过“中等收入陷阱”，还有3000万至7000万贫困人口。在当前经济不确定性增多的情况下，中国仍面临着严峻的既要发展经济又要消除贫困，还要提高民众生活水平、创造就业机会等等非常大的挑战。中国要实现NDC(国家自主贡献)的目标，要付出艰苦卓绝的努力，要付出相当大的努力才能够实现。

　　解振华表示，根据《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》、《巴黎协定》，对发达国家的要求是率先大幅度减排，为发展中国家提供资金和技术支持，对发展中国家的要求是实现相对减排。在资金问题上，基于历史责任、当前发展水平能力，发达国家为发展中国家提供资金支持是义务。2015年中美元首就气候变化发布的联合声明更加明确，敦促发达国家出钱，鼓励发展中国家自愿出钱，欢迎其他私营机构出钱。这些都是十分清楚的。

　　解振华表示，中国政府最近25年采取了很多措施，一是力行节能，累积节能量占全球节能量50%以上；二是优化能源结构，可再生能源的总装机容量达6.5亿千瓦，占全球的2.8%，淘汰关停火电机组1.7亿千瓦，相当于欧洲一个大国装机总量的两倍；三是解决交通领域排放问题，中国快速发展地铁、高铁等公共交通，特别是电动汽车的发展，中国电动汽车总拥有量占世界拥有量的50%；四是增加森林碳汇，中国的人工造林面积是世界上最大的。

　　“作为一个发展中国家，我们在应对气候变化中所有应该采取的措施都已经做了，而且应该说做得非常好，在全球减排总量中占了很大一部分。”解振华表示，中国减排取得的进展得到国际社会的充分肯定。

　　解振华表示，中国在实现这些减排目标的同时，GDP保持较快速度增长，能耗、物耗、碳强度下降基本超额完成任务，这些数据描绘出来的趋向和轨迹显示出中国已经初步进入到一个绿色、低碳、循环发展的道路。

　　解振华指出，中国的低碳发展之路任重而道远，气候传播和公众参与还需要进一步加强。

　　第一，抓住气候变化的大方向。2016年美国宣布退出《巴黎协定》，给气候变化工作造成了负面影响，但是并没有改变整个气候变化的发展趋势。通过宣传引导越来越多的公众参与到气候变化的事业中业来，把低碳发展的理念贯彻到社会生活的方方面面。

　　第二，拓展公众参与的机制设计。提升公众对于气候变化工作的知情权，及时向社会公布气候变化的工作的最新进展，拓展公众参与的形式，推动决策过程的信息公开，对于涉及环境和气候变化和立法、政策制定等工作通过征求公众意见，使国家决策充分反映公众设想。

　　第三，将意识转换为实际行动。知易行难，我们倡导简约适度、绿色低碳的生活方式，反对奢侈浪费和不合理消费。建立低碳社会，通过市场和行政相结合的方式，加强总量和强度双重控制，减少对于自然资源的过度攫取，倡导低碳消费。

　　第四，加强国际合作。加强与其它国家和组织在气候传播和公众参与领域的合作，通过学术交流、项目合作等形式，构建国际化的气候传播网络，吸收国际先进的传播理念，创新公众参与的形式。

　　解振华表示，在刚刚结束的二十国集团峰会上，中国、法国、联合国共同举行了有关活动与重申落实《巴黎协定》的坚定承诺，发出共同推动应对气候变化的有力信号。

　　解振华表示，众人拾柴火焰高，面临着新的形势、新的挑战，更需要加强气候传播工作，推动国内外社会各界共同参与到气候变化工作中来，不断稳固和扩大朋友圈，为推进全球生态文明建设、保护人类赖以生存的地球家园做出更大贡献。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）