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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）

2022年广州空气质量改善再获突破******

　　广州日报讯 (全媒体记者杜娟 通讯员穗环宣)2022年广州市蓝天保卫战取得积极进展，空气质量改善再获突破。记者1月16日从市生态环境局获悉，2022年，广州市5项污染物指标明显优于国家二级标准，均同比下降或低浓度持平。其中，PM2.5平均浓度22微克/立方米，全年每天达标，再创新低，在国家中心城市中保持最优。此外，空气质量优等级天数同比增加50天；“十三五”期间一直超标的二氧化氮实现连续三年稳定达标，平均浓度创历史新低。

　　落实“控车、降尘、少油气”七字治气方针

　　2022年，广州坚持系统治理，制定实施全年工作总计划、年中专项行动方案、年末百日攻坚强化方案等，推进落实“控车、降尘、少油气”的治气思路，深化PM2.5和臭氧协同控制。2022年新增纯电动巡游出租车1823辆，占比超90%；累计推进氢燃料电池车辆约300辆；注销国Ⅲ排放标准营运柴油货车1901辆；全市1278个涉油工地94%落实使用合格油品措施；6艘珠江游电动船投入运营，全港岸电覆盖率超90%。检查挥发性有机物生产、销售企业745家次，查处相关环境违法行为；对132家涉挥发性有机物重点企业进行分级管理，推进升级改造；全市362家企业完成一轮次污染物吸附设施的更新，565座加油站、18座储油库完成密闭性检查，完成17家企业50多万个密封点泄漏检测与修复。开展扬尘防治日常检查、“回头看”抽查和专项巡查，检查建设工地10000余个次，立案处罚建筑废弃物违规排放运输1180宗。

　　加强科研支撑，开展专项执法

　　充分发挥大气环境预警防控专家团队作用，建立专家帮扶工作机制；建设13个挥发性有机物组分监测站，黄埔、白云、番禺区建成293个小型空气质量监测站，在300辆出租车上安装空气质量移动监测系统，用好广州塔垂直监测数据，每日提供重点管控区域及重点抽查企业建议名单，为科学治气提供技术支撑。

　　利用铁塔公司视频监控、小型空气质量监测站、在线监控、走航监测、无人机巡查、遥感监测、黑烟车抓拍、电力监控等技术锁定污染源，精准打击，严格查处环境违法行为。7月以来开展挥发性有机物专项执法行动、百日攻坚执法保障行动共检查企业4429家次，发现问题企业812家，立案调查89宗，责改403宗，取缔关闭15家。

　　约谈石化行业相关企业和重点用车大户，压实重点企业臭氧污染防治社会责任；发布《关于错峰卸油、夜间加油和绿色出行的倡议书》《关于重点企业加强污染减排的倡议书》，督促签订《广州市柴油车重点单位环保用车公开承诺书》，引导全民参与治气。

　　2023年广州大气治理的工作重点有哪些？

　　2023年广州大气治理的工作重点又有哪些？市生态环境局有关负责人表示，将继续按照“控车、降尘、少油气”的治气思路，牵头持续深入打好蓝天保卫战，重点做好六方面工作。

　　强化科技支撑。强化大气环境预警项目的支撑，深化臭氧、PM2.5协同控制研究，注重边研究、边产出、边服务。

　　收严排放标准。生物质、燃气锅炉执行《锅炉大气污染物排放标准》(DB44/765-2019)特别排放限值通告，氮氧化物标准由150毫克/立方米收严至50毫克/立方米。2023年全市推广使用国6b标准车用汽油，实施重型柴油车国6b排放标准。

　　深化移动源污染防治。协调巡游出租车、市中心区公交车全面实现纯电动化，组织落实国Ⅲ柴油货车分步限制通行措施；协调推进国Ⅲ营运柴油货车淘汰。

　　加强挥发性有机物污染治理。加快推进含挥发性有机物原辅材料源头替代；实施石化、化工和表面涂装等重点领域深度治理，提升泄漏检测与修复工作水平，推进502个储油罐挥发性有机物排放控制。

　　强化面源污染精细化管理。聚焦建筑施工、城市道路、线性工程、运输车辆和裸露地面等领域扬尘污染源，协调督促建设工程严格落实“6个100%”要求，加强余泥运输车辆规范化管理。

　　精准应对污染天气。加强空气质量会商和专家研判，动态更新污染天气应对减排清单并落实应对减排措施，利用在线监测、走航监测、无人机巡航、电量监控等科技手段，实施针对性管控。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）