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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）

相约乌镇：共建网络世界，共创数字未来******

　　相聚诗画长廊，共绘数字未来。2022年世界互联网大会乌镇峰会将于11月9至11日举行。千年水乡再次拥抱现代互联网，吸引全世界的目光。

　　八年来，这里见证了一次次科技和产业的蝶变腾飞。从移动支付、大数据、智慧医疗，到5G/6G技术、人工智能……“乌镇峰会”已然成为全球网络信息领域发展的“风向标”，以及全球互联网共享共治、数字经济交流合作的重要舞台。

　　志合者，不以山海为远。接下来的几天，来自120余个国家和地区的近2000位代表将再次相约乌镇，坐而论道，共迎机遇挑战，共谋发展福祉，携手构建网络空间命运共同体。

　　跨越鸿沟，互联网让世界变得更“平”

　　当今世界，互联网无处不在。

　　出门游玩、享用美食，动动手指在地图软件里输入关键词，导航、购票、预订一站式服务悉数完成；手机“下单”，医院“接单”后派出专业护士上门，卧病在床的老人也能足不出户得到护理；“无人工厂”24小时不间断生产，“透明化生产线”监测全流程作业数据，工业互联网使“制造”变为“智造”……

　　作为20世纪最伟大的发明之一，互联网深刻改变着人们的生产和生活。不仅如此，互联网还将地球的千里之遥拉近为咫尺之间，让世界各国更为紧密地联系在一起。

　　随着互联网加速普及，全球网民数量稳步增长。《中国移动互联网发展报告（2022）》显示，截至2021年底，全球上网人口达49亿，约占全球总人口的63%。

　　作为网民数量最多的国家，中国业已成为名副其实的网络大国。11月7日发布的《携手构建网络空间命运共同体》白皮书显示，截至2022年6月，中国网民规模达10.51亿，互联网普及率提升到74.4%；累计建成开通5G基站185.4万个，5G移动电话用户数达4.55亿，建成全球规模最大5G网络，成为5G标准和技术的全球引领者之一。

　　近年来，中国在数字基建方面持续发力。不断完善的信息基础设施，让人们共享技术发展成果；数字经济向基层、农村进一步延伸；在金融、能源、高端制造、智慧城市、智能汽车等方面，数字技术不断赋能经济社会发展。

　　展望未来，专家认为，更多潜在应用场景将会大量涌现，从而助推新技术、新产品、新业态更新迭代。

　　中国工程院院士、中国互联网协会咨询委员会主任邬贺铨表示，中国宽带渗透率已很高，覆盖到所有乡镇并将进一步提升，造就了广阔的数字经济市场空间。不仅如此，网速也大幅提升，固网宽带的平均下载速率和移动网络平均下载速率都居世界前列。依托先进的公共网络基础设施，无需自建内网，中国企业就可以实现数字化转型。这些优势助力中国数字经济的发展能够以全世界最低的成本获得最大的回报。

　　动能澎湃，全球共迎数字经济新时代

　　在5G全连接工厂，从一张铁皮变成一台洗衣机只需要38分钟；

　　在偏远牧区，牛羊拥有电子档案，牧民们在家用手机检查牧场、给牛羊饮水；

　　在河北省怀来县，大数据为北京冬奥会、冬残奥会张家口赛区提供信息共享、高清视频、智能天气等一系列技术服务……

　　数字基础设施实现跨越式发展、数字产业创新能力加快提升、公共服务数字化深入推进、网络安全保障和数字经济治理水平持续提升……十年来，我国数字经济取得了举世瞩目的发展成就，在抢抓数字经济先机、抢占未来发展制高点上迈出了坚实的步伐。

　　2012年到2021年，我国数字经济规模从11万亿元增长到超45万亿元，数字经济占国内生产总值比重从21.6%提升至39.8%，成为推动经济增长的主引擎之一。

　　数字经济蓬勃发展是中国机遇，也是世界机遇。

　　放眼全球，新一轮科技革命和产业变革深入发展，互联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等数字技术创新活跃，数字经济在全球经济中的作用日渐凸显。

　　数字经济是中国与“一带一路”沿线国家和地区合作的重要内容。近年来，中国积极搭建世界互联网大会等开放平台，与各国加强数字领域合作，积极开展双边、多边数字治理合作，参与数字领域国际规则和标准制定。

　　中国积极参与数字经济国际合作，大力推进信息基础设施建设，促进了全球数字经济与实体经济融合发展，携手推进全球数字治理合作，为全球数字经济发展贡献中国方案和中国智慧，有助于各国共享数字经济红利。

　　携手同行，构建网络空间命运共同体

　　2022年7月12日，世界互联网大会国际组织成立，这标志着世界互联网大会转型为国际组织年会。作为国际组织成立后的首届年会，本届峰会将与国际各方积极搭建全球互联网高端对话平台。

　　开放、合作，是构建网络空间命运共同体的重要条件。电子科技大学网络空间安全研究院副院长李洪伟表示，近年来，数据安全形势日益严峻，各种安全事件影响力升级，急需安全的数据采集、传输、存储和使用机制，克服传统方案的局限和缺陷，保障全球各国重要基础设施和人民生命财产安全。“全球各国应当携起手来，保障全球数据安全，共创数字未来，构建全球网络空间命运共同体。”

　　“信息时代没有哪一个国家或哪一方力量能够独善其身，必然是利益共享、责任共担的命运共同体。”中国现代国际关系研究院科技与网络安全研究所执行所长李艳表示，新形势下，确保网络空间的稳定与发展成为国际社会休戚相关的重大时代命题，各方都在为之努力。

　　以“构建网络空间命运共同体”为主旨，中国积极搭建国际平台“世界互联网大会”，致力于凝聚共识，促进交流，推进合作，既是对国际社会普遍关切的回应，更是对未来网络空间发展的中国贡献。

　　“国际社会越来越成为你中有我、我中有你的命运共同体。发展好、运用好、治理好互联网，让互联网更好造福人类，是国际社会的共同责任。”在世界互联网大会乌镇峰会召开前夕，国务院新闻办发布《携手构建网络空间命运共同体》白皮书，围绕网络空间发展、治理、安全、合作等方面，阐释了构建更加紧密的网络空间命运共同体的中国主张。

　　国家互联网信息办公室副主任曹淑敏表示，中国将坚持以构建网络空间命运共同体理念为指引，同国际社会一道，加强团结协作，推动构建更加公平合理、开放包容、安全稳定、富有生机活力的网络空间，让互联网更好造福世界各国人民。

　　夜晚的乌镇，遍布河网的灯光闪烁，犹如一张“互联互通”的信息网络。应一年一度之约，这座“互联网小镇”再次变得热闹非凡。共建网络世界，共创数字未来。未来几天，世界互联网大会汇集、迸发的数字之力将从乌镇快速辐射全球。（赵竹青 杨曦 罗知之）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）