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）

阴山优麦聚焦科技创新 延长燕麦产业链******

　　在位于内蒙古乌兰察布的内蒙古阴山优麦食品有限公司（以下简称“阴山优麦”） 的车间里 ，一派繁忙景象：产品生产区，工人正在燕麦产品生产线上操作 ；产品检测区，公司技术人员正在检验燕麦产品质量；产品打包、装卸工区 ，工人正忙着装箱 、贴单、装车……一系列工序井然有序地进行。

　　阴山优麦成立于2015年， 是一家集燕麦育种 、规模化种植 、农产品深加工 、产品销售、仓储物流、燕麦科技创新和燕麦文化与品牌推广于一体的燕麦全产业链公司。从一家小公司成长为农业产业化国家重点龙头企业 ，小燕麦做成了大产业 。阴山优麦董事长卢文兵说 ：“公司的高成长性源于坚持创新发展，立足农产品深加工，持续完善产业链 ，走出一条农业科技现代化发展之路 。”

　　“燕麦是乌兰察布的主要农作物之一 。我一直想通过建立龙头企业 ，以‘公司+农场+农户’ 的方式 ，带动燕麦产业发展，为农民增收致富作出贡献 。”卢文兵说 ，依据当地资源优势 ，公司大力发展农产品精深加工，提高燕麦资源利用率 ，提升农产品附加值，加快农业产业化发展。

　　“为提高生产效率 ，我们以调整生产加工工艺流程为抓手 ，对生产线实施了大规模技术改造 。”阴山优麦常务副总经理肖平波说 ，通过对生产线进行自动化改造，生产效率和产品质量均得到显著提升。目前 ，阴山优麦已建成年产3万吨燕麦香米、2万吨燕麦片、2000万个燕麦杯 、6000吨燕麦粉（莜面）加工生产线 。

　　除生产线改造外，阴山优麦严格把控产品质量，精细化管理，以优质产品开拓市场 。为了给消费者提供优质燕麦，在种植环节上严格按照有机体系标准规范种植；在加工过程中运用先进工艺和检测设备严把质量关 ，不断完善产品质量控制管理制度 。“公司实现从原料 、生产、加工到销售 的全链路质量控制和管理，从而有效防范和控制质量风险 。”卢文兵说 。

　　创新是企业发展 的动力源泉。近年来 ，阴山优麦通过加强产学研合作 、加大研发投入等方式，不断探索新技术，研发新产品 。卢文兵说：“为提高创新能力 ，我们与乌兰察布市农林科学研究所等科研院所开展合作。比如，在种植基地技术指导、优质燕麦品种繁育以及燕麦加工与推广等方面深入合作 ，拓展产品研发的深度和广度，着力开发燕麦高端产品，进一步延伸产业链 ，提升产品附加值 。”

　　在公司的产品展示区域内 ，记者看到燕麦米 、燕麦肽 、燕麦谷物饮等一系列深加工产品。工作人员介绍 ，借助科技手段进行深加工之后 ，每亩燕麦能够实现约2000元的产值 。尝到先进技术的甜头，阴山优麦更加坚定了走创新发展之路的决心 ，坚持做研究 、搞创新。公司结合市场需求相继推出了燕麦纤维粉等高附加值产品以及混合谷物燕麦产品 。

　　凭借创新实践，阴山优麦还积极参与即食燕麦片地方标准 的制定 。截至目前，公司已获得发明专利9项、实用新型专利8项 。

　　“坚定不移走农产品精深加工之路， 是公司的发展方向。”卢文兵说，科技创新为企业注入强大发展动能 ，阴山优麦 的市场份额不断扩大 ，竞争力得以增强。公司已建成覆盖20多个省份的市场销售网络 ，开拓了一批集团业务渠道及多个电商渠道。2020年实现销售额1.06亿元，2021年实现销售额1.2亿元 ，2022年销售额达2亿元 。

　　当下，随着居民生活水平 的提高以及对健康饮食需求的增加 ，燕麦食品未来消费人群和人均消费量将持续增长，中国燕麦市场前景广阔。卢文兵介绍 ，下一步，公司将立足当地特色农业优势 ，继续加大育种投入，与科研部门配合 ，培育高产 、优质的燕麦新品种 。同时 ，不断推进燕麦精深加工 ，加大产品创新力度，研发出更多优质健康 、时尚便捷的燕麦食品 ，并将继续强化扶农助农机制，发挥龙头企业的带动作用 ，为农民增收、农业增效作出贡献 。（余 健）