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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）

新冠疫情下的妇产科：“病毒”阻挡不了“新生”的到来******

　　大众网·海报新闻记者 李子骄 张珈玮 济南报道

　　哭声传来，1月4日12时许，一名2023年的新生儿平安娩出了。

　　山东第一医科大学附属省立医院的某间产房里，助产护士把孩子的脐带在2公分处剪断，打一个标准化的结，擦干羊水，盖上毛巾被，让他依偎在母亲胸前。而当那张小小的、粉嫩的脸贴向自己时，手术台上的王薇终于松了一口气，眼泪随之夺眶而出。

　　产房外，王薇的丈夫徐先生留意着电子显示屏上的时间，走廊人声嘈杂，新生命发出温热的、哼哼唧唧的声音，被他尽收耳中。此时此刻，千言万语只汇成一句话：“挺好的，一切顺利。”

新生儿平安娩出

　　看到王薇夫妇成功“升级”为父母，产科病房里的其他准父母也纷纷表示，“希望能够沾沾喜气”。毕竟，面对新冠病毒感染，孕产妇的身体情况比平常更复杂，医护人员的工作任务也比平常更艰巨。

　　孕妇和产科医生无法给生活和工作按下“暂停键”

　　在产科，发热的患者在增多，发热的医护人员也在增多。可对于自己确诊新冠阳性这件事，医护人员的第一反应不是担心，也不是“躺平”，而是抱歉，生怕自己“倒下”后会给同事带来更大压力。

　　“我们当时能做出的最大努力，就是希望没有‘阳’的同事能够坚守到最后一刻，给其他人多争取一天的康复时间。”在12月中下旬的日子里，几乎每天都有护士测出阳性，但没人会等症状完全消失再来上班。省立医院产科病房护士长王晓亚告诉记者，“我们产科实际在岗人员一共28名，最终确诊的人员是27名。大家可能会乏力、咳嗽，但只要稍微好转、不发热，都主动要求返岗。”

工作中的王晓亚

　　感染新冠病毒后，许多人或许可以给生活和工作按下暂停键，而孕妇和产科医生们却没有“停下来”的选择。“64张床位，基本满员。孕产妇多、人手紧、工作强度大，我们每天需要办理住院手续、进行环境消杀、巡视病房、观察新生儿的情况等等。但是没有一个人喊苦喊累，每个人走路都像带着风一样。”

　　王晓亚回忆，12月初，病房里转运过来第一例新冠阳性孕产妇。随后，急危重症的孕产妇也陆续转来。“最难的时候是12月17号、18号两天，我在微信群里发消息，说有能力和体力上班的工作人员请接龙。当时一共是14名同事表示可以来，临床工作压力确实很大，但基于这身白衣赋予的使命感、责任感，大家义无反顾选择坚持。”

　　夜间值班时，走廊的灯一开就到了天明

　　在妇产科，发热的孕产妇有时需要吸氧，需要静脉滴液来做物理降温，也需要监护胎儿的情况。“特别是夜班里，护士的任务明显更为繁重。”产科病房主管护师程新巧对此有着切身体会，12月18号夜间到19号凌晨，她和一名助手迎接了6位新生儿。

　　“三台手术三个宝宝，还有一台手术是三胞胎。病房中还有20多个孕产妇，我要听胎心，要给药、要做各种治疗。”参加工作22年，她还没有像这次一样，一晚上都没来得及坐下休息。“不摘口罩，基本不喝水，也不饿。来之前虽然没胃口，还是在家里下了一碗面条，保证体力。”

新生儿的出生记录

　　夜暗，灯长明。值班的16个小时中，手术一台接着一台，程新巧来来回回穿梭在走廊中。“看见一个又一个孕产妇平安诞下宝宝，我觉得这些苦、这些累都值了。”

　　临产期“阳”了，情况比平常更复杂

　　新年以来，省立医院妇产科每天出生的新生儿平均有10位。对新手爸妈来说，担忧最多的还是孩子。徐先生称，“虽然大部分人已经‘阳’过了，但对新冠病毒的不同毒株还是担心，孩子得科学防护。”而为家长们进行健康宣讲，是程新巧常做的事。“多开窗通风、注意手卫生、规范哺乳，做好防护工作的话，产妇和家人们也就不用太担心。”

　　另一方面，孕产妇的确是比较容易感染新冠的人群，而且一旦感染，病征表现可能会比一般人更加复杂。“基本上发热、咳嗽等症状会持续1-3天。而临产妇发烧的时候，容易引起肚子里小孩的胎心改变。”王晓亚介绍，母体体温升高之后，胎儿也随之心率增快，会产生一系列的问题。“这时候，医护人员会进行监护，观察了解宝宝在腹中一些的情况。”

　　在用药方面，孕产妇也不得不更加谨慎。王晓亚说，“因为涉及后续哺乳的问题，较普通人而言会有所不同。一般退热的药物是对乙酰氨基酚缓释片，咳嗽的话会配一些雾化类药物。”

医护人员为孕妇做检查

　　寒冬终将过去，新生总会到来

　　伴随着住院阳性孕产妇人数剧增，省立医院所有的医生不论年资，一律下沉。刘霄、曹南南两名妇产科住院总医师曾说，自己是幸运的，是科室里还没“阳”过的医生。但这也意味着，他们要在大家都倒下的时候加班、加点，要负责全院产科急会诊及危急重症的诊治工作，还要负责协调整个妇产科的医疗排班工作。

　　“在院领导的支持协调下，我们全体医护人员做好了一切准备，孕产妇的安全保障是我们工作的底线。”省立医院产科主任王谢桐表示，最难熬的日子里，医护人员的付出让他万分感动。“产科的专业性非常强，不可能从别的科室调人员过来。大家顾全大局，不计报酬，保质保量完成工作，目前医院妇产科还没有出现因新冠死亡或产生严重后遗症的病例。”

医护人员

　　如今，第一批感染的医生逐渐转阴。妇产科正以最大限度提高诊疗效率，全力以赴守护生命。至于未来是否面临一场持久战，没人能给出准确的答案。

　　在妇产科，新生总是随时到来，医护人员们又开始穿梭在那条长长的走廊上，随时会有新生命，选择这一刻来到这个世界……

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）