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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）

东西问丨盖志毅：中国治理库布其沙漠，为何令世界刮目相看？******

　　中新社呼和浩特12月31日电题：中国治理库布其沙漠，为何令世界刮目相看？

　　——专访经济学家、内蒙古政协农牧委员会副主任盖志毅

　　中新社记者李爱平

　　经济学家盖志毅，在其学术生涯中用了很大精力研读库布其沙漠，对于库布其沙漠的历史与现状，他能信手拈来。

　　甚至日前库布其沙漠新能源基地项目在内蒙古鄂尔多斯市正式开工建设，他都会与记者第一时间分享。

　　据官方媒体报道，这是在沙漠、戈壁、荒漠地区开发建设的全球最大规模风电光伏基地项目，也是中国首个开工建设的千万千瓦级新能源大基地项目。

　　盖志毅在接受中新社“东西问”专访时提到，关于库布其沙漠的治理，正一次次让世界惊叹，一次次令世界刮目相看。

　　现将访谈实录摘要如下：

　　中新社记者：请您谈谈库布其沙漠的概况。

　　盖志毅：库布其沙漠地处内蒙古自治区鄂尔多斯市北部、黄河南岸，西、北、东三面为黄河环绕。西起巴彦高勒对岸，东至托克托对岸。库布其沙漠像一条黄龙横卧在鄂尔多斯高原北部、黄河南岸，横跨杭锦旗、达拉特旗和准格尔旗部分地区，东西长约360公里，南北宽约40公里，形态以沙丘链和格状沙丘为主。总面积约1.86万平方公里，是中国第七大沙漠，也是距北京最近的沙漠，直线距离仅800多公里，被称为“悬在首都上空的一盆沙”。

库布其沙漠。刘兆明摄

　　中新社记者：近年来，库布其沙漠治理主要取得哪些成就？

　　盖志毅：无需回溯太多年，仅以近十年为例，就可看到库布其沙漠的世界影响力。

　　2012年6月，库布其沙漠生态文明被列为联合国“里约+20”峰会重要成果向世界推广。

　　2013年9月23日，在《联合国防治荒漠化公约》第十一次缔约方大会上，“中国库布其治沙案例”被选定为官方宣传片，向190多个国家的3000多位代表循环播放。

　　2014年4月22日，在第45个“世界地球日”，库布其沙漠生态治理区被联合国环境规划署确立为全球沙漠“生态经济示范区”，并将其作为全球首个荒漠化地区生态系统的研究对象。

位于库布其沙漠中段的达拉特光伏基地。刘文华摄

　　2015年7月，第五届库布其国际沙漠论坛召开，主题为“沙漠生态文明，共建丝绸之路”。大会达成十四项共识，并为通过的《2015后生态文明建设愿景和合作框架》《全球荒漠化治理库布其行动计划》两个成果文件提供了智慧支持。

　　在2015年12月1日的联合国巴黎气候大会上，《中国库布其生态财富创造模式和成果报告》中有这样几组数字：价值4600多亿元人民币的生态财富，10万多当地农牧民从中受益，其中很大一部分已脱贫致富，为100余万人(次)创造就业机会。

　　联合国环境规划署在巴黎气候大会上向世界发布了《中国库布其生态财富创造模式和成果报告》，认定“库布其沙漠生态财富创造模式”走出了一条立足中国、造福世界的沙漠综合治理道路。

　　2017年，《联合国防治荒漠化公约》第十三次缔约方大会在鄂尔多斯市召开，库布其作为中国防沙治沙的成功实践被写入190多个国家代表共同起草的宣言，成为全球防治荒漠化典范。

2017年，《联合国防治荒漠化公约》第十三次缔约方大会在鄂尔多斯市召开。刘文华摄

　　2018年，中宣部将库布其沙漠治理作为生态文明建设重大典型，中央和地方主流媒体进行了集中报道，向全国乃至世界全景呈现了库布其大漠变绿洲的奇迹。官方认为，“库布其沙漠治理为国际社会治理环境生态、落实2030年议程提供了中国经验”。

　　事实上，库布其沙漠治理的成就为世界贡献了沙漠治理、生态修复、经济繁荣的中国经验、中国智慧，成为名副其实的中国生态品牌，被联合国确认为全球沙漠“生态经济示范区”。

　　库布其沙漠治理经验不仅在中国新疆、西藏、青海、甘肃、云南、贵州、河北、吉林等各大沙区成功落地，也广泛传播到埃塞俄比亚、肯尼亚、加纳等非洲沙漠国家，以及巴基斯坦、哈萨克斯坦、蒙古国等亚洲国家，显示了“库布其模式”的国际化特色。

　　中新社记者：您认为库布其沙漠得到世界关注的主要原因是什么？

　　盖志毅：最主要的是外界确实感受到了肉眼可见的变化。

　　库布其沙漠整体治理，创造了大漠变绿洲的奇迹，生物多样性得到明显恢复。沙漠从过去的寸草不生、飞鸟绝迹，发展到生物种类增加到530多种，出现了天鹅、野兔、胡杨等绝迹多年的野生动植物，昔日肆意流动的沙漠被绿色长龙缚住，开始静躺安卧。

　　过去，库布其沙漠每年向黄河岸边推进数十米，输入泥沙1.6亿吨，如今输入的泥沙减少八成。经过30多年艰辛治沙，库布其沙漠出现了几百万亩厘米级厚的土壤迹象，改良出大规模的沙漠土地，初步具备了农业耕作条件。

　　目前，库布其沙漠治理率达到25%，农牧民生产生活条件得到很大改善。气象资料表明，鄂尔多斯市年平均大风日数和沙尘天气次数明显减少，强度逐渐减弱，生态环境明显转好，走出了一条具有鄂尔多斯特色的荒漠化防治之路。

　　库布其沙漠的植被在增加，沙漠治理面积达6000多平方公里，绿化面积达3200多平方公里。

民众在库布其沙漠植树。李永胜摄

　　中新社记者：为什么说“库布其模式”为中国式现代化提供了非常有说服力的例证？

　　盖志毅：中共十八大以来，我们成功推进和拓展了中国式现代化，而在过去十年，“库布其模式”已是全球防治荒漠化的“中国样本”，为世界防治荒漠化提供了“中国方案”和“中国智慧”。这就为中国式现代化模式提供了非常有说服力的例证。

　　首先，“库布其模式”是中央政府、地方政府和企业三维合力的结果。

　　著名经济学家、复旦大学教授史正富认为，在中国，除中央政府和竞争性企业两大主体外，还存在一个经济主体，即竞争性的地方政府体系。在这三维市场体制中，中央政府的战略领导力、地方政府的发展推动力与企业的创新活力，三者有机结合，使企业均衡投资率高于常规市场经济，为超常增长提供了投资动力。

　　其次，“库布其模式”是中国政策连续性和久久为功的结果。

　　鄂尔多斯市从20世纪70年代的“林牧为主、多种经营”，80年代的“三种五小”建设，到90年代的植被建设是最大的基本建设，到新世纪以来的禁牧、休牧、划区轮牧，再到中共十八大以来的国家生态文明先行示范区建设，多年的累积效应产生了库布其模式，这与西方国家的政策大多只能产生短期效应非常不同。

　　再次，“库布其模式”是以基层组织为核心带动农牧民积极参与的结果。

　　在内蒙古杭锦旗，蒙古族女民工联队长敖特更花被称作“沙漠玫瑰”，她是道图嘎查的嘎查长，积极响应号召，在库布其沙漠中种树，绿化沙漠面积达到3万多亩；同时，敖特更花和她组建的民工联队通过政府引导和当地沙产业的带领，将库布其沙漠的治理模式推广到新疆、西藏等地。

敖特更花作为北京冬残奥会火炬手接受媒体采访。孙慧军摄

　　在基层组织带领下，库布其周边的农牧民以“沙地业主、产业股东、旅游小老板、民工联队长、产业工人、生态工人、新式农牧民”的7种新身份参与治沙。积极探索“企业建基地、基地联农户、企业对协会、协会联农户”“企业建基地、农民土地入股”等多种长效机制。

　　总之，“库布其模式”诠释了中国式现代化道路，打破西方对现代化的唯一的解释权、话语权，提供了又一个生动例证，这是一件很有价值的事。(完)

　　受访者简介：

　　盖志毅，内蒙古政协委员、内蒙古政协农牧委员会副主任，二级教授，农业经济管理博士生导师。曾任内蒙古农业大学经济管理学院副院长、高等教育研究所所长、人文社会科学学院院长等职务。2018年任内蒙古政协委员，2019年任内蒙古政协农牧委员会副主任。2022年当选中国蒙古学会副会长。在《农业经济问题》《经济纵横》《农村经济》等刊物发表论文300余篇。出版《草原生态经济系统可持续发展研究》《文明消失的现代启悟》《富国强区之路--内蒙古实现全面小康社会研究》《制度视野下的草原生态环境保护》等10余部专著。专著《牧区政策调整--以内蒙古为例》获内蒙古自治区哲学社会科学一等奖。

　　（文图：赵筱尘巫邓炎）

[责编：天天中]

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