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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）

东西问·中外对话 | 斯蒂芬·佩里：美国终将认识到，他们“错过”了中国的崛起******

　　在当今世界正经历百年未有之大变局之际，中英两国关系“破冰者”的故事有何启示？中美如何避免“修昔底德陷阱”？为何说美国“错过”了中国的崛起？中新社德国分社首席记者、中新网研究院副院长彭大伟日前就此独家对话了英国48家集团俱乐部主席斯蒂芬·佩里。

　　佩里表示，从中长期来看，英国和中国是不可能相互隔绝的。无论是要解决气候变化等人类共同面对的挑战，还是要与亚洲这一世界未来的中心打交道，英国、欧洲和美国未来都必须与中国携手合作。

　　针对中美关系未来走向，佩里认为，“修昔底德陷阱”不存在于中国的思维方式当中，中国也不寻求建立一方凌驾于另一方的“秩序”。他指出，一旦美国国内意识到，美国的未来取决于同世界上其它地区维持联系和互信，美国和中国的关系存在的困局就能得到解决。

　　对话实录摘编如下：

　　彭大伟：上世纪50年代，以令尊杰克·佩里先生为代表的英国工商界有识之士，打破当时的坚冰，开启了中英贸易的大门，也为两国友好交往留下了宝贵的精神财富。您个人和家庭的经历可以给中英这样两个不同历史文化、不同社会制度、不同发展阶段的国家友好相处带来哪些启示？

　　佩里：为了同新中国签订最早的贸易协议，我的父亲他们1953年来到了中国。他们当时克服了朝鲜战争的阴影，坚持前往中国。父亲他们的精神赢得了尊重。中国各界人士今天对我的盛情更多地是对我的父亲所成就的事业的一种认可。

　　尽管两国的制度、价值观、商业目标各不相同，但从中长期来看，英国和中国是不可能相互隔绝的。

　　世界正在朝着一个新的方向快速转变，亚洲今后将是世界的中心——但这并不意味着欧洲或美国的终结，我们都活在同一个世界、面临同样的问题，我们需要经贸和投资上的往来，我们必须共同面对全球性挑战。解决气候或公共卫生问题也须臾离不开各国携手合作。如果不同中国合作，我们在与亚洲打交道时不会获得轻松的解决方案。英国、欧洲和美国未来都必须与中国携手合作。

　　破冰之路不易，且将继续不易。但存在将各方凝聚起来的力量，例如伦敦作为金融中心需要中国、需要全球市场，需要借助同中国合作更好地参与欧洲和全球事务，特别是在联合国安理会框架下的合作——这一切都将我们以不同的形式团结在一起。我相信未来数十年里，我们仍将继续合作，继续经贸投资往来。

资料图：英国48家集团俱乐部主席斯蒂芬·佩里。中新社记者周兆军摄

　　彭大伟：您认为中国的发展可以跳出过往西方“国强必霸”的老路吗？

　　佩里：中国人的思想中天然地就未曾执着于“霸权”和“统治他国”。5000年的中国历史都是关于如何固守本国的边界。中国不曾往全世界派兵，现在也不会这么做。“修昔底德陷阱”不存在于中国的思维方式当中。这一问题上重要的是需要看到，对世界权力的探求、出于自身利益对权力的追逐，这些动机主导了近3000年来的世界历史。我们还要继续这样下去吗？一旦认清这一点后，答案便是否定的。

　　世界是不断向前发展的。向前发展的世界需要的词不是“修昔底德陷阱”，而是人类命运共同体，这是看待各国之间关系的另一种方式：我们携手合作，共同应对面临的问题。没有哪个国家需要寻求凌驾于其它国家之上，因为如果这样将导致战争，最终会毁灭掉一切。

　　今天的世界是这样的一个世界——美国正在全力捍卫其实力地位。美国终将认识到，他们“错过”了中国的崛起。当美国忙于在伊拉克和阿富汗的战争时，中国正在将经济转型升级，同时也将自身在全球的地位转型升级。

　　中亚、南亚、中东等地区可能有着不同的规则和秩序，但这并不意味着这不利于美国。中国并非要在这一地区构建一个“一方凌驾于另一方”的秩序。

　　我相信中国发展的动力是建立在确保人人都能丰衣足食之上的，也只有这样，“修昔底德陷阱”才不再成立。否则中国不会不厌其烦地一遍又一遍地向美国解释——我们不会屈从于美国的“规则”，不会向美国臣服；但中国也不是来挑战美国、不是来“打败”美国的，“我们是来和你们合作的”。考虑到气候问题本身是西方造成的。为寻找到技术上的解决之道，中美必须相互信任、携手合作。

　　彭大伟：中美关系如何实现转圜？

　　佩里：中美关系即使不是当今世界唯一最重要的问题，也是最重要的问题之一。我认为美国被中东的战争和2008年金融危机牵扯了精力。到了2011-2012年，美国开始意识到他们已经“错过”了中国的崛起。于是他们开始转而对付中国，如奥巴马时期推出的亚太再平衡战略，同时大打“跨大西洋盟友”牌。这是美国开始试图“管理”中国崛起的首批行动。

　　彭大伟：您是指美国错过了遏制中国崛起的时机吗？亦或他们白白地错过了合作窗口期？

　　佩里：美国人把(同中国)合作挂在嘴边，但并没有真正地去合作，他们做事的风格便是如此。加入世贸组织对中国而言具有重要的变革性意义。而当美国意识到中国已经在对美贸易中取得了过去日本、韩国和德国那样规模的贸易顺差时，美国试图让中国停止获得顺差。美国表示将减少从中国进口货物，而中国则必须重新评估其货币的汇率。对此，中国表示不会照办。中国已经准备好与美国讨论如何开展合作，而非接受美国的指令。美国必须理解，中国并非他们所想象的那种国家。

　　正当美国在考虑如何遏制中国崛起时，金融危机重重地打击了美国。到2011年时，拜登和希拉里已经开始推动落实奥巴马第二个总统任期的重要战略——亚太再平衡。美国从那时起试着重新定位其在亚洲的存在。

　　然而此时中国已经与俄罗斯在上海合作组织等框架内建立起了合作，共同捍卫亚洲的发展和稳定。正如美国1997年利用亚洲金融危机兴风作浪时，中国推动了《清迈协议》，维护了本地区的金融稳定。

　　一旦美国国内意识到，美国的未来不仅取决于美洲大陆，也取决于和世界上别的地区维持联系和互信，美国和中国的关系存在的困局就可得到解决。

　　彭大伟：西方一些声音认为中国打造新发展格局是走向“封闭”，您为何认为他们说错了？

　　佩里：中国“双循环”新发展格局是在“倒退”吗？恰恰相反，这是在更好地前进。假如中国没有改革开放数十年的成就，现在正在推进的共同富裕等步骤也是不可想象的。正因为中国已经在各领域打好了基础，现在官方可以正式开始将中国朝着一个更加现代化的方向转型。作为一个1972年就已经到过中国的人，我可以向您保证，在我目睹当时中国的贫困时，我是无论如何都想象不到2021年的中国会是现在的面貌。

　　2035年的中国所将取得的发展，也许同样会让今天的人们感到难以置信，更不用说2049年(注：第二个一百年目标实现时)了。中国在不断地自我革新，这一革新需要经历不断的阶段。中国想要实现的远非局部地区的小范围变革，中国已经准备好迎接全局性的全方位变革。这值得英国借鉴。

　　整个世界即将关注到中国自我革新的成果，且会把这些成果视作进步的象征。然而，西方人恐怕未来10-15年间仍难以认清这一点。西方人需要来中国亲眼看一看。