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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）

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东西问·中外对话|德国和欧洲始终与中国保持对话为何重要？ ******

　　2022年，刚刚完成联邦政府换届的欧洲最大经济体德国开始担任七国集团(G7)主席国。在政坛完成新老交替后，人们对中德关系可以期待多少延续性和稳定性？为何中欧之间保持对话合作、互学互鉴始终具有重要意义？欧盟对华关系的“三分法”(“伙伴、竞争者和制度对手”)为何亟待商榷？

　　针对上述问题，中新社“东西问·中外对话”日前独家对话德国联邦议院议员、前副议长、德国“中国之桥”协会主席汉斯-彼得·弗里德里希(Dr. Hans-Peter Friedrich)。

　　汉斯-彼得·弗里德里希表示，无论德国内政如何变化，他对德中关系保持延续性感到乐观。他指出，面对新冠疫情、气候变化等全人类共同面临的挑战，各国政府应当携手合作，中国和欧洲构成一条全球发展和稳定之轴，双方需要紧密携手、并肩前行。他认为，德国人可以从中国人身上学到如何更加乐观地去看待技术领域取得的进步，并勇于开启新的项目。

　　针对欧盟“伙伴、竞争者和制度对手”的对华关系定位，弗里德里希指出，欧盟和中国无疑是重要的伙伴，而竞争则主要是指双方企业之间的竞争、而非国与国的竞争。针对“制度对手”的提法，弗里德里希指出，欧盟和中国都没有意愿改变自身的政治制度。在他看来，欧洲人有很强的动力去确保美中对抗不走向升级，确保各方能够在一个和平的世界里携手合作。

　　以下是对话全文摘编：

　　彭大伟：对于中德关系，人们可以期待多少延续性和稳定性？

　　弗里德里希：从德国的角度来看，中国不仅在经济和技术层面是一个重要的伙伴，在政治层面同样如此。而反过来从中国的角度出发，德国也是其在欧洲的一个重要伙伴。正因如此，双方的关系必须具有延续性。

　　无论内政格局如何变化，德中之间如此重要的一系列伙伴关系都必须得到呵护。在这一方面我也感到十分乐观。德国现在有了新一届联邦政府，我预计德国与中国的关系将是德国总理府的优先事项。

　　奥拉夫·朔尔茨是我们德国的新一任总理。他曾担任汉堡市市长。早在汉堡市长任内，他就为促进德国和中国之间的关系发展做了很多工作。我预计，在就任德国总理一职后，奥拉夫·朔尔茨仍将继续这项工作。他的政策与前任总理默克尔存在延续性。

2021年12月8日，德国新任总理朔尔茨及新政府内阁全体成员在柏林的德国联邦议院宣誓就职。图为朔尔茨宣誓就职。中新社记者彭大伟摄

　　彭大伟：德国和欧洲始终与中国保持对话，这一点为何如此重要？

　　弗里德里希：首先，我相信，在一个全球化的世界，当涉及到全人类共同面临的挑战，要使得我们的星球免于“过载”，例如在环保、气候、卫生等议题上，所有国家就都必须共同承担责任、携手合作。

　　我们正处在新冠大流行当中，对此有切身感受。此外消除饥饿也是重要的议题。在上述议题上，全球各国政府必须进行合作，欧洲和中国当然在这其中也承担特殊的责任。

　　我们都生活在同一片广袤的欧亚大陆上，我相信中国到欧洲构成一条发展之轴和稳定之轴。这条轴具有关键意义，因此德国和中国之间需要紧密地并肩前行。

　　彭大伟：德国新一届联邦政府希望改善德国在应对气候变化和数字化等方面的表现。这会否开启新的对华合作空间？

　　弗里德里希：数字化和应对气候变化不仅是政界面临的两项突出挑战，也是经济界和全体企业面临的一项重大的转型进程，这一进程必须在未来10到30年内完成。因此，数字化和应对气候变化是所有人的日程表上最优先的议题。

　　德国和中国刚好在上述领域拥有非常多的合作可能性。对两国企业而言，上述领域也是举足轻重的，氢能的利用便是其中一个例子，在其它很多具体领域我们两国未来也肯定会有合作。

当地时间2021年10月26日，德国总统施泰因迈尔在政府卸任仪式上将任期结束通知，正式交给担任了德国总理16年之久的默克尔。

　　彭大伟：默克尔在卸任总理前接受的最后一次专访中表示，“德国和欧盟应该延续同中国的合作，并且双方都能够从对方身上学到东西”。您认为双方分别可以从对方身上学到什么？

　　弗里德里希：总体而言，我认为我们可以从中国、从中国人身上学到如何更加乐观地去看待技术领域取得的进步。德国在很多领域对革新、对新技术发展都过度谨慎，而中国人则首先看到其中的机遇，其次才去关注风险——德国的态度刚好相反。

　　我想德国人可以向中国人学习的是，如果能够勇于开启新的项目，并在一些地方不尽如人意、甚至暂时遭遇失败时坦然面对，同时专注于机遇，这将是很好的事情。这是我们必须向中国学习的、十分重要的一点。至于中国人能够向我们学习什么，这得由您来解答。

　　彭大伟：我能想到的是氢能等绿色清洁能源和技术，以及其它更多的领域——可能用“合作”比“学习”更贴切。

　　彭大伟：您对欧盟提出的对华关系“三分法”(“伙伴、竞争者和制度对手”)有何看法？这种“三分法”是否会导致不同体制之间的对抗甚至摊牌？

　　弗里德里希：德国新一届联邦政府的联合执政协议中就能找到您所提到的“三分法”。但当人们仔细看这些概念时会发现，“伙伴”是明确无误的，我刚刚已经提到了，全球各国政府采取合作才能使我们成功战胜全人类共同面临的重大挑战。在“竞争”这一层面，“竞争”与其说是指中国与欧盟、中国与德国国家之间的竞争，不如说更多地是指企业间的竞争——德国企业、荷兰企业、法国企业、捷克企业、中国企业……企业之间存在竞争。

　　至于“制度对手”这一提法，我必须坦诚地说，我不太清楚这到底想要表达什么，因为经过仔细思考后，我并不觉得欧盟有意愿改变其自身的政治制度，我同样也不认为中国有改变其自身政治制度的意愿。

　　在这一意义上，“制度对手”的问题实际上仅涉及不同权力体系之间的竞争，尤其是美国和中国之间。作为欧洲人，我们有很强的动力去确保美中对抗不走向升级，确保我们能够在一个和平的世界里携手合作。