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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）
【我们这十年@坐标中国】“逆行”重器中流击水，创造救援速度奇迹******
中新网北京10月12日电题：“逆行”重器中流击水，创造救援速度奇迹
记者 左宇坤
以精锐之“能”，护百姓之“安”，每一次极速救援，都是一场全力以赴，是承诺更是本色。
降水量创纪录、多地洪涝、堤坝溃口……今年夏天，暴雨不断的辽宁牵动无数人的心。
洪水来袭，绕阳河突发溃口。中国安能集团(应急管理部自然灾害工程应急救援中心)分别从北京、唐山、武汉、成都等多个方向调集专业救援力量250余人，调度280余台套装备，执行堤防溃口封堵任务。
“成功合龙！”经过6天鏖战，伴随着现场的欢呼声，终于迎来了胜利时刻。
向险而行，决战绕阳河
今年入汛以来，辽宁全省迎来了多轮强降雨天气，盘锦市的降雨量也比往年偏多7成，绕阳河盘锦段更是出现了有水文记录以来的最大洪水。
8月1日，绕阳河左岸曙四联段一处堤坝出现严重透水导致溃口，宽度一度扩展到51.7米。奔流的河水迅速倒灌，盘锦市紧急启动了防汛一级预警。
当地居民还记得，被洪水侵蚀过的沥青路面成片掀起，有的路段已经塌落，洪水几乎没过农户房子的屋顶。
危难之时，一场惊心动魄的溃口封堵战打响。
狭窄的堤坝上，硬实力与新科技集结：推土机、挖掘机、自卸车等重型工程救援装备有序作业，倾倒石料并推平压实；全站仪、多波束无人侦测船、测流无人机组成“海陆空”组合，对溃口口门宽度、溃口水位高程、溃口附近堤坝变形情况、河底冲刷数据进行动态监控。
“以多波束无人侦测船为例，它就像三维彩超一样，能清晰地看到水下的溃口情况，绘制溃口处水下情况图，为专家组制定封堵方案提供第一手准确动态数据。”参加盘锦绕阳河溃口封堵的中国安能集团安全总监王永平介绍。
20米、13米、6米……在千万网友的关注下，经过不分昼夜的连续作业，溃口距离一点点缩小。终于在6日，被洪水冲开100多个小时的河堤完全合龙，溃口南北两侧的抢修人员握手相遇，摇旗欢呼。
辽宁盘锦绕阳河堤坝溃口封堵现场。 中国安能集团 供图装备更新，十年大不同
争分夺秒救人，全力以赴抢险。在工程救援领域，场场都是大仗、硬仗。
干旱、洪涝、滑坡、泥石流、地震……在触目惊心的自然灾害面前，人类显得特别渺小。后续的自然灾害工程救援过程中，也常常伴随着通信中断、滑坡、泥石流挡路，巨石挡道等各种复杂情况。
天灾无情，但中国救援队伍却从未向大自然的力量低头。持续加大关键技术攻关和关键装备研发力度，提高专业化技术装备水平和防灾减灾救灾能力，只是为了让救援的速度快一些、再快一些。
2008年汶川地震，救援队伍使用短波电台传出震中消息，这种电台需要专人操作，远距离通信还得架设地面天线；如今，救援队伍用上了天通卫星电话，小巧方便，全天候待机，随时向指挥所报告最新动态。
准确收集掌握险情信息是科学指挥决策的关键。以前，救援队伍依赖纸质地图进行灾情侦测；如今，有了“天地水”三位一体侦测设备，前方第一时间对灾区进行三维数字建模，利用通信装备回传到后方指挥所，实时指挥。
从人工装填沙袋，到砂石自动装袋机；从冒着生命危险驾驶装备开辟生命通道，到无人遥控挖掘机；从笨重的工程作业机械，到多功能、轻便化的应急救援装备……科技抢险利器的广泛应用，让救援队伍如虎添翼。
“研制这些装备，既是为了不断提升抢险救援能力，完成以往不可能处置的险情，也能够对人力进行补充，完成以往需要花费更多人力、时间才能完成的救援工作，更好提升抢险救援质效。”中国安能集团总工程师张利荣说。
救援现场。 中国安能集团 供图科技赋能，救援提质效
2021年7月，河南省新乡市中北部遭受大暴雨、特大暴雨。洪水没过了庄稼和低矮的房屋，上千名群众被困在屋顶等处等待救援。怎样才能把他们快速安全地转移出来？
八方而来的救援队伍中，被誉为“救援航母”的动力舟桥位列其中。传统搜救过程里，一艘冲锋舟只能坐5-6人，如果水里有各种杂物，还经常会被搅进螺旋桨里。
由河中舟及岸边舟组装拼接而成的动力舟桥，则可快速架设成各种形式的浮式结构，能够适应3.5米/秒的流速，抵抗较大流速的水流冲击。最多可运载500人或70吨级重型装备和车辆，集浮桥、渡运于一体，有效解决了涉水抢险难题。
风雨中架起“生命之舟”。经过近4个小时的持续救援，动力舟桥分7个批次，将1400余名被困群众全部成功转移。
暴雨袭城，城市中大量积水形成内涝同样会对生产生活产生巨大影响。大功率排水抢险车，便适用于城市道路、公路隧道、无电源地区排水及消防应急供水防洪抢险。
垂直式大功率排水抢险车排水扬程高度可达22米，相当于能把水喷到7层居民楼房的高度；“吸水能力”最为强悍的5000型大功率排水抢险车一小时能排5000方积水，可以迅速用于城市内涝积水清理。
风雨之中，危难之处，总有一抹橙色的光，向险而行、不辱使命。以愈发先进的科技装备，以大幅提升的救援效率，以源远流长的团结精神，中国人打造出独一无二的中国救援速度。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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