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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）

围炉煮茶今冬最火 专家支招怎么煮才能更香更安全******

　　冬日午后，约上三两好友，盘腿而坐，用陶炉点上炭火，架上铁网，静静煮上一壶茶，围着摆上橘子、番薯、年糕等各类瓜果零食，入冬的仪式感瞬间拉满。

　　近日一股名为“围炉煮茶”的冬季养生潮流火了，惹得无数网友“打卡”：找角度拍美照发朋友圈，再精心配上文案，一口热茶下肚，整个人都暖暖的，这种既美味又极具意境的休闲方式，深受年轻人热捧。

　　1月11日，江城专家提醒，“围炉煮茶”虽好，可一定要注意方法，否则可能会带来健康隐患。

　　好友围炉煮茶相谈甚欢

　　几个小时后却晕倒在地

　　48岁的张先生（化姓）在外务工一年，近日回乡后，同村好友吴先生（化姓）特地买来好茶前来探望叙旧，相谈甚欢的两人在客厅一边围炉煮茶，一边烤着番薯、年糕。近3个小时后，回到家中的家人才发现，两人倒在地上，嘴角有呕吐物，呼之不应，于是赶紧呼叫救护车将他们送至长江航运总医院。

　　到达医院时，张先生和吴先生神志昏迷，接诊的长江航运总医院康复医学科副主任医师孙莉高度重视，经详细询问家属，了解到意外发生时，虽客厅有开窗，但缝隙较小，现场有明显未燃尽的炭火及浓烈的炭火味。凭借高度的职业敏感，孙莉怀疑，他们可能是因不当围炉煮茶造成了一氧化碳中毒。

　　为尽快明确诊断，孙莉建议立即为两名患者完善急诊碳氧血红蛋白、头部CT等检查，确诊为急性一氧化碳中毒（中度）合并中毒性脑病。时间就是大脑，孙莉团队及时给予了患者急救高压氧对症治疗，经1次治疗后患者意识状态均明显好转，后续遵医嘱经过足疗程的治疗后，目前已完全康复出院。

　　无独有偶，上周末，24岁的张女士（化姓）和闺蜜相约在家里围炉煮茶，聊聊天，喝喝茶，红泥小火炉，气氛拉满。小姐妹们的话题怎么也聊不完，从天亮聊到了天黑，张女士突然觉得有些头晕、恶心，于是起身去卫生间，结果一到卫生间就吐了，等她吐完缓过劲来回到房间，发现好友已经昏倒在地了。她马上拨打了120急救电话，救护车将她们送至武汉市第六医院救治。该院高压氧治疗中心主任胡颖接诊后判断，二人均为一氧化碳中毒，这和两人在室内长时间围炉煮茶有关。

　　室内围炉煮茶存隐患

　　一定要注意开窗通风

　　极目新闻记者看到，在网友“晒”出“围炉煮茶”的图片中，除了郊外露营、小院聚餐等室外空间，越来越多的人开始分享如何宅家“围炉煮茶”。有的邀请好友来到家中，有的一家三口围炉而坐，煮茶的场所则是客厅、阳台甚至卧室。而在评论区的一片羡慕声中，也有网友说出疑虑：“在家烧炭不会一氧化碳中毒吗？”“我也喜欢这样的氛围，但担心室内烧炭不安全。”

　　毋庸置疑，炭火是围炉煮茶的核心，但使用炭火，却暗藏着不少健康隐患。1月11日，极目新闻记者采访长江航运总医院、武汉市第六医院等江城多家医院了解到，每到寒冬季节，因在室内不当烤火取暖导致的一氧化碳中毒患者数量都会明显增加，今年冬季因在室内围炉煮茶而引发一氧化碳中毒的病例也显著增多。

　　武汉市第六医院高压氧治疗中心主任胡颖介绍，含碳的物质不完全燃烧时会产生一氧化碳，它是一种无色无味的气体，可以通过呼吸进入人体。人体内绝大部分的氧是通过与血液中的血红蛋白结合来运输的，但由于一氧化碳与血红蛋白的亲和力是氧气的200多倍，所以一旦它进入血液就会迅速抢占血红蛋白。氧气失去了运输工具，机体就会缺氧，缺氧加上一氧化碳蓄积引起的机体中毒反应，随之产生一系列症状，就是一氧化碳中毒的原理。

　　胡颖指出，由于一氧化碳无色无味，所以一氧化碳中毒一般都是悄无声息地发生。轻度中毒患者会出现头痛、头晕、恶心、呕吐、短暂昏厥，血中碳氧血红蛋白含量达10%至20%；中度中毒患者，除上述症状加重外，还会出现多汗、心率加速、烦躁、嗜睡、昏迷，血中碳氧血红蛋白约在30%至40%；重度中毒患者则会陷入昏迷状态，引起多器官功能衰竭，并发症和后遗症的概率很高，严重的会导致死亡。

　　长江航运总医院康复医学科副主任医师孙莉表示，在室内围炉煮茶活动并不安全。因为室内空间比较狭小，特别是在门窗都关闭的情况下，由于炉火燃烧不充分导致产生的一氧化碳无法很好地排出，极容易引发一氧化碳中毒。她提醒，使用炭火的时候一定要尽量让炭火充分燃烧，特别是在室内围炉煮茶时，切记一定要注意开窗通风，即使是使用无烟炭，也必须要开窗且开窗缝隙不可太小，保持空气流通。

　　选择茶饮方别盲目跟风

　　维C丰富水果烤制应适度

　　除了安全，如何喝得健康也是不少围炉煮茶爱好者关注的重点。其实“新晋顶流”围炉煮茶，并不是什么新鲜事物。煮茶是中国的传统艺术之一，但如今人们对煮茶有了更多需求：既要养生，又要兼顾口感，为此壶中的茶饮方则显得格外重要。

　　那些茶适合围炉煮茶？长江航运总医院营养科何艳副主任医师介绍，适合煮的茶主要有以下三种：一是工艺到位的岩茶，因茶叶内质丰厚而适合煮茶，如野生岩茶、老枞水仙、肉桂等岩茶。岩茶蕴含丰富的矿物质元素，有机质含量高，高温煮茶时，茶汤中浸出物增加，人体能吸收更多茶叶中的营养物质；二是年份长的茶，例如老白茶、普洱茶、传统工艺制作的铁观音等。这类老茶经过时间沉淀，产生浓郁的“沉香”，内敛而饱满，令人回味；三是发酵重的茶叶，如黑茶、熟洱、老茶头、红茶等。这类发酵程度高的茶叶，滋味醇厚，适宜煮茶。特别是红茶除了清饮，加入牛奶用来煮调饮也是别有一番风味。

　　她指出，不适合煮的茶一般有绿茶、黄茶、花茶等。因为它们喝的就是新鲜。如果用来煮，过高的水温反而会破坏鲜嫩的茶味，使咖啡碱析出过多，味道苦涩。比如花茶放入水中煮沸，会丧失其原有的色、香、味，损失大部分营养成分，因此一般建议冲泡饮用。茶饮方的选择应结合个人喜欢、茶本身的特质以及药理等诸多方面来综合选择，不能盲目跟风，更不能随意自制，以免养生不成反而伤身。

　　对吃货朋友而言，现代版的“围炉煮茶”，茶并非主角，各式各样的茶点最让人心心念念，尤其是烤水果：烤柿子、烤甘蔗……拨开清香扑鼻的果皮，将温热的果肉送入口中，简直甜到心坎里。水果在加热后是否会损失很多营养，对身体造成影响？

　　何艳表示，冬季寒冷天气干燥，呼吸系统不适高发，围炉煮茶时确实可以配合一些烤水果，比如橘子、甘蔗等。水果里面有相当一部分有益于健康的营养成分，都存在于果皮之上。如果在吃水果时能把果皮用火烤一烤，就可以把水果皮上有益于健康的成分，烤进果肉中。例如，鲜橘子火烤之后就有了陈皮水的效果，如果喉咙不舒服，吃完之后能起到一定的化痰作用。但需要注意的是，含维生素C丰富的水果尽量不要长时间烘烤，只要烤制适度，营养成分的损失是微乎其微的。（周珊 刘望）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）