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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）

山西右玉县林业局：让塞上绿洲更秀美******

　　山西右玉县林业局——

　　让塞上绿洲更秀美(新时代新征程新伟业)

　　本报记者 乔 栋

　　冬月的头几天，地处山西省西北角的朔州市右玉县，迎来一场寒潮，最低气温降到零下25摄氏度。

　　右玉县林业局办公室里，几名工作人员围在退化林改造图前讨论正酣，技术员赵守忠则趴在电脑前，给作业图斑逐个编号。

　　经过70多年的绿色接力，人工造林近170万亩，治理沙化土地200多万亩，右玉从曾经风沙成患的不毛之地，变成如今林木绿化率达57%的塞上绿洲。

　　“党的二十大报告提出‘坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理’。林业工作者重任在肩。”右玉县林业局局长刘占彪说，“目前右玉的宜林荒山已经基本绿化，我们将坚持系统观念，加强林业生态建设，全面提升生态服务功能，让塞上绿洲更秀美。”

　　人防技防并举，更好守护森林

　　“老孙，牛羊没有上山吧？”看到护林员孙志刚，右玉县林业局森林资源保护巡查队队长马有春远远打着招呼。“放心吧，围栏都好着呢！”孙志刚裹了裹棉服。每天，护林员们到了自己的“责任田”，就在手机应用上签到，随后将林区情况拍照上传。

　　“这么大的林地面积，仅靠我们巡查队几个人巡护，难免出纰漏。”马有春介绍，近些年，右玉县相继选聘900多人组成护林员队伍，通过手机应用、摄像头覆盖，加大管理和巡查力度，牲畜毁林等情况大为减少。

　　护林设施装备也有提升。走在山上，每隔一段距离便出现一所“小红房”，这是2021年以来建的，以便护林员遮风避雨。

　　护林员驾驶的电动三轮车后备箱里，装着铁锹等。“现在，我们林业局不光有护林员和森林资源保护巡查队伍，还有一支森林公安队伍。”刘占彪说，这些年，右玉县推行了县乡村党政“一把手”负总责的林长制，并在林业局建立起3支成熟的护林队伍，形成了从线索发现到执法处置的护林流程。

　　伴着车上喇叭“护林防火”的宣传声，马有春将车开上了五道岭。站在最高处，环顾四周，目及之处皆是樟子松与油松。这里也因此有了很动听的名字——松涛园。

　　走进松涛园，见到很多沙棘树以及树上挂着的“小白房”，约足球般大小。往里一瞧，被粘住的黑色虫子动弹不得。“这是沙棘木蠹蛾。通过雌性气味诱捕的方式，降低了虫害。”正在林间收集虫害情况的森林病虫害防治股负责人郝志鹏告诉记者，近年来，在传统的人防基础上，右玉县林业局将技防应用提升，“我们根据虫害特点，综合运用生物防治、物理防治，将全县林业有害生物成灾率控制在千分之三以下。”

　　坚持系统治理，绿化提质增效

　　清晨，沿着已冻成冰河的苍头河行进，一会儿便进入湿地公园。即便是冬季，仍能清晰看出层次分明的林木：远处挺立着樟子松与油松，呈现大片墨绿色；中间的柠条与落叶松，枝杈伸向天空；近岸，枯灰的沙棘林里，一串串色彩饱满的黄色沙棘果，让人眼前一亮。

　　这层次立体、搭配丰富的林木，令赵守忠颇感欣慰。“这块区域，山水林田湖草各种要素齐全。”他说，“在右玉育苗殊为不易。我们多年重点关注的是树能不能种下去、种下去能不能成活。因此很长一段时间，右玉的造林绿化处在‘上规模’阶段。”

　　如今，坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，右玉的绿化，已从以前的单一种树转向林业综合生态治理。在苍头河湿地恢复治理中，采用了乔灌草立体栽植模式，科学种植山桃、山杏、樟子松等10多个品种。

　　同行的林业局工作人员杨峰华从手机里翻出两张对比图片：几年前，苍头河湿地公园植被稀疏、品种单一；现在，苍头河的夏天变得花红柳绿、五彩斑斓。“实践证明，这样搭配，不仅景观更加好看，涵养生态的效果也更显著，水质常年保持在Ⅲ类以上。”杨峰华说。

　　现在的右玉林业人，更加注重对建成林的挖潜增效。“一是对五六十年前种下的以‘小老杨’为代表的退化林，逐步以樟子松、云杉等树种补植替代；二是对以柠条为代表的低效林，补种沙棘等经济林，完善种植结构。”赵守忠说。

　　过右卫古城朝着东北方向驶去，很快便到了李达窑乡马头山脚下。眼前的一行行柠条地间，2022年新栽的沙棘苗并不显眼，却孕育着来年的希望。

　　“老李，今年的柠条地都改造完了吗？”见到赵守忠，林地的主人李云生一点都不陌生。20年前他们因“绿”相识，那时的马头山还是流沙肆虐之地。

　　李云生是右玉县的绿化名人。2002年，他从驾校校长岗位辞职，回到李达窑乡，投身这万亩荒山绿化。当年，赵守忠一次次爬上马头山，帮李云生作规划：“沟底种杏树，阴坡栽油松，梁上建个小苗圃，你这将来就是个‘绿色银行’。”如今，规划都已变成现实。

　　与李云生并肩缓步上坡，赵守忠继续帮李云生作着规划：“低效林改造，就从你这儿开始，给大伙儿做个示范。”

　　赵守忠介绍，按照规划，右玉县将于2023年完成低效林改造8000亩，未来5年计划改造12万亩低效林、退化林。

　　补短板强弱项，壮大绿色产业

　　“沙棘雄株不长果实，因此栽种时要牢记8∶1的雌雄配比，同时注意1米间距，方便日后管理……”这天，右玉县沙棘研究所所长曹满受县林业局委托，给两家沙棘造林专业合作社开展培训。

　　沙棘种植在右玉历史悠久，在近几年的绿化造林中，沙棘成为主力树种，栽植面积已达28万亩。全县孵化出12家沙棘加工企业，形成亿元产业。同时，产业短板也开始突显：非标准化种植的沙棘林，雄株比例偏高，管护不及时，导致产果量少；沙棘企业加工方式较为粗放，产业附加值不高。

　　为此，近两年，右玉县林业局不断推广沙棘标准化种植，同时协助对接县沙棘研究所、省农科院等科研院所，为企业沙棘产品多样化转型、营养成分检测等提供帮助。

　　步入沙棘加工企业集中的梁威工业园区，许多果农开着农用车，满载着沙棘枝驶入各家工厂。在山西献果园生物科技股份有限公司，负责人翟慎霞介绍：“去年右玉县主办的右玉沙棘研讨会，为我们对接上下游市场开阔了思路。从今年开始，林业局还在苍头河两岸推广标准化栽种沙棘，以后的沙棘果原料就不愁了。”

　　在刘占彪的办公桌上，一份《右玉县林草产业高质量发展规划》放在一摞材料的最上面。“党的二十大报告提出‘推动绿色发展，促进人与自然和谐共生’。”刘占彪说，“我们将坚持生态立县，大力推动苗圃种植、生态旅游等绿色产业发展，让绿色资产更多惠及群众。”

　　从右卫古城东门直行2里地，来到右玉县国营苗圃。从这培育的优质苗木，不仅在右玉各地生根发芽，还销往内蒙古、河北等地，年销量30多万株。

　　记者到达时，正好遇到李达窑乡的赵梓来找苗圃中心主任赵宝平。“樟子松苗这两年价格有点低，你了解市场，给我支支招，哪些树种现在更受欢迎？”赵梓开门见山。

　　赵梓在李达窑乡牵头成立育苗合作社，建了占地150亩的自营苗圃，主要培育油松、樟子松和云杉。“我常来这里学习，了解最新育苗技术和市场动向。”赵梓说，这几年，光靠培育油松苗，社员年均收入超过2万元。在赵宝平等林业人的努力与带动下，右玉如今已是远近闻名的育苗基地，培育各种苗木5万多亩。

　　“如今的右玉是天然‘碳库’。”刘占彪说，最近，右玉整合了40.49万亩的碳中和示范林，并积极推动第一笔“生态林折算成碳减排量”进行交易，“我们将继续积极探索林草生态产品价值实现路径，让老百姓分享更多的生态红利。”(人民日报)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）