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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）

元正启新话“岁朝”******

　　赵文成

　　“元正启令节，嘉庆肇自兹。”这是晋代诗人辛萧咏年的诗句。元正亦称“元旦”，是每年的第一天。一年节令时序开启，美好喜庆的日子从这一天开始到来。因之，普天同庆，天下齐欢。

　　元正，又称一岁之朝。人们为了庆贺这个岁首之朝，往往或歌以诗，或绘以画等，采取多样的形式表现出对新年的期盼与欢愉。“岁朝图”应运而生。《汉书•孔光传》云：“岁之朝，曰三朝”。颜师古注：“年之朝，月之朝，日之朝，故曰三朝。”从我国魏晋南北朝时期，春节便被称为“岁朝”。“岁朝图”(或称“岁时清供图”)或已产生。它通常以静物为素材，配以贺岁的诗词，通过画中物品名称的谐音、民俗寓意或历史掌故，以祈求新年好运，春意盎然，让奔劳一年的人们，感到亲切温暖、欢慰欣悦。

　　据有关文献载，“岁朝图”始于唐代，至两宋，在宫廷中正式兴起。历史上著名的艺术家皇帝宋徽宗赵佶，每逢春节将临，便命画院的丹青妙手描绘冬季不能见到的花卉禽鸟，陈列在宫中以增添岁朝的喜庆气氛。真正意义上的第一幅“岁朝图”应是北宋赵昌所作的《岁朝图》，该图现藏于台北故宫博物院。统而观之，此图画面巨大，花团锦簇，铺天盖地、不留边隙地铺排，使之显得典丽浓郁，灿若云锦。适逢花开，恰瞻新岁，细审此图，画心一座空灵通透的湖石，右傍一石亭亭如笋，四周或以雅洁的梅花、红艳的山茶、清雅的水仙和美艳的长春花为素材，以朱砂、白粉、胭脂、石绿为基调，广施铺陈，巧饰取舍，从而使此图繁而不乱，色彩和谐美艳。这种铺排有序的安排，让画面展现出如蛰伏在四九寒天里的勃勃生机，透露着春天的讯息。这种意境富于清逸之诗趣，醇厚而有余韵，正是这幅画作流传千载而令人回味的审美所在。

　　画家赵昌以擅绘闻名，他长于写生，擅画花果，多作折枝花、兼工草虫，注重对景写生。宋人范镇《东斋记事》：赵昌“每晨露下时，绕栏槛谛玩，手中调色彩写之”。又自号“写生赵昌”。

　　由此可见，从宋元始“岁朝图”就已是岁末年初文人雅士应景的题材，从宫廷到民间莫不如此。其后，诸如明宪宗朱见深的《岁朝佳兆图》以及民间或以“钟道迎福”“百(柏)事(柿)如意”之类为题材的吉祥寓意图等，无不如此。同朝传诸后世的还有仇英的《岁朝图》。陈洪绶的《清供图》瓶中插梅，花绽新蕊，玉兰轻舒，素雅中带着清冷，虽佐以山茶吐丹，仍是“几点寒英，用尽东风力”，给人以新岁明艳清新之感。其后的任伯年、蒋廷锡、吴昌硕等无不喜作《岁朝图》。

　　在民间，“岁朝图”同样以年画的形式出现在百姓的新年庆典中。最具代表性的是清代乾隆年间以苏州桃花坞画家蔡卫源绘制的《岁朝图》为粉本，木版刻印的“姑苏版”年画《岁朝图》。这是一幅承前启后、能够反映清朝中期画院画风的年画作品之一，描绘的是一处高门大第的庭院，亭台、楼阁、水榭以及新年清晨人们欢娱的活动场景；远景是披雪的山脉，近景是爆竹点火的孩童与折梅的仕女。全图是以西湖孤山附近的行宫为背景而创作的。关于画家蔡卫源，传不详，仅在该作品中记有其名。此画在构图上受到南宋和明代院体画的影响，画面中树石、仕女、童子吸取了宋元以来花鸟人物的传统；同时，又受到西洋“泰西画法”的影响，采用了焦点透视和固有的中国散点透视相结合来表现建筑，其比例大体相称，层次丰富，纵深感强。这两种表现形式结合起来，既典雅工细，又不拘泥于传统的视角。画面上的诗文题跋，写出了春节的热闹祥和：“梅雪争春斗渐开，炮声催转岁朝来。红炉围座麟儿嬉，老翁携杖步琼台。”

　　醇厚的节令民俗审美，令人心驰神往。“岁朝图”的题材，正是元正节令的一种审美注脚。从“岁朝图”的绘画题材看，大概可以分为三类：一为花鸟奇石，一为人物图绘，另有岁时年景。其花鸟奇石类，常以瓶花为核心，点缀些许器物、仙花、瑞草、嘉果、奇石、文字吉语、古砖文玩等。这些花草果蔬，无不有着吉祥如意的含义。梅花象征着报喜，牡丹寓意富贵，瓶中荔枝意味着平安吉利，祥和欢喜。人物图绘类则是借助于神祇，悬挂钟馗、祖先等，祈祀驱邪降福。岁时年景类则主要描绘人们新年的欢乐场景。

　　关于“岁朝图”岁首之庆，今人汪曾祺曾有评说。他在一篇散文中写道：“曾见一幅旧画：一间茅屋，一个老者手捧一个瓦罐，内插梅花一枝，正要放到桌案，画上题曰：‘山家除夕无它事，插了梅花便过年。’这才是真正的‘岁朝清供’。”

　　画作的背后，体现的是中国人独特的审美品位。唯有尊重自然，顺应规律，回归质朴，才能撷取大自然最美的春意。岁朝清供，其灵魂就在一个“清”字。

　　传统的节日风俗，包含着人们对生命的自我关爱，为生命的延续赋予了诸多新意。闲话“岁朝清供”，为历史存照，为文化拂尘，为中华传统文化扬辉，无疑是一件令人心旷神怡之乐事，我们身在其中，乐其乐哉！

　　(作者系中国艺术研究院副研究员)

　　(《人民日报海外版 》2023年01月19日   第 12 版) 

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）