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）

“歌剧回来了，凛冬消散迎接春天”******

　　在上海歌剧院会议室，前天刚抵沪的意大利歌剧导演马可·卡尼蒂，和中国导演杨竞泽对着全新制作的歌剧《波西米亚人》设计图纸进行热烈讨论。（上海歌剧院供图）

　　■记者 姜方

　　舞美设计图展开，舞台中景倾斜的塔楼顶仿佛梦回巴黎，而由几何图形分割而成的冰块，在灯光的照耀下折射出些许斑斓的科幻未来感；几位男演员们长袍或斗篷的复古感造型，又提醒着观者这仍是普契尼笔下的那部经典歌剧——在昨天的上海歌剧院会议室，刚抵沪不足24小时的意大利歌剧导演马可·卡尼蒂，迫不及待地和中国导演杨竞泽对下月上演的《波希米亚人》展开了热烈讨论。

　　作为上海歌剧院2023年演出季开幕大戏、全新制作《波西米亚人》的联合执导，历经整整一年的线上沟通，如今终于在上海握手、拥抱了。

　　“我回来了！意大利歌剧也回来了！”导演马可毫不掩饰自己的满心欢喜，“很高兴看到世界正在渐渐走出疫情的阴影，重回正常轨道。当下，重启歌剧的国际合作非常重要，通过不同文化的碰撞与沟通，艺术将会激荡出强大的鼓舞人心的力量。”他认真地告诉记者：“面对疫情，我们所有人都是斗士，当所有人心手相连去直面恐惧并毫无畏惧时，我们就一定能战胜凛冬，迎接春天。”而这份寓意，也将成为此版《波西米亚人》舞台上一个令人惊喜的“彩蛋”。

　　七年前曾来过上海排演《茶花女》的马可，将在接下来的一个月里与上海歌剧院艺术家们深度合作，共创《波西米亚人》的同时，他也将在上海度过他的第一个“中国年”。“马可对中国戏曲很感兴趣，我准备带他去听听京昆演出，让他好好感受一下上海的烟火气——大年三十来我家里包水饺、看春晚；春节期间逛逛上海的豫园，再一起去电影院看部春节档电影；参观一大会址、浦东陆家嘴金融区和滨江大道都得安排上……”上海歌剧院院长许忠悄悄“透露”了一连串的精彩计划。

　　歌剧回来了，爱的火焰将点燃冰雪覆盖的舞台

　　前天中午12点半，一架从罗马出发、经阿姆斯特丹转机至上海的航班落地浦东T2。马可·卡尼蒂和他的助理弗雷德·桑塔布洛焦，在历经11个小时的长途飞行后，顺利入关。一看到前来接机的上海工作人员，马可的眼中有了笑意，朝前方比了个“剪刀手”，回应马可一行的是来自上海的两大束鲜花。

　　原来由上海歌剧院与上海大剧院联合出品的大型歌剧《波西米亚人》已筹备了近一年，眼看距离2月10日首演之日越来越近，获悉中国的最新入境政策后，导演马可一行立刻改签了最近一班机票飞向东方，并在落地后立即与院方各业务部门开展工作，要求尽快正式投入《波西米亚人》的戏剧排练。

　　“这部全新制作的歌剧背景设定在2220年的巴黎，整座城市都被冰雪所覆盖。剧中贫穷的艺术家即使身处极寒环境，心中依然燃烧着爱的火焰！”马可的话语中满是对作品的期许。“艺术不死、爱情永恒。当1896年首演于意大利的感人爱情故事，穿越时空来到2023年上海大剧院的舞台，这份初衷不会改变。”

　　“这次和马可联合执导，我们共同的心愿就是让歌剧发光，让这门艺术能够活在当下。”中方联合导演兼舞美、多媒体设计杨竞泽在舞美设计中用到了转盘，在长方体的冰面造型前，一股寒意扑面而来。冰块是寒冷的，而艺术家的热情与赤忱，足以融化一切坚冰，战胜一切困难。就像杨竞泽所感受到的：“我在上海的街头，可以看到很多特立独行的年轻人，他们让我对未来、对上海这座城市充满期待。”

　　焕新的演出季让更多世界名家名团听到中国声音

　　“从2020年至今，我们与国际交流与合作的步伐从未停止。三年眨眼过去了，这一次马可·卡尼蒂应邀来沪，能感受到他十分看好中国、看好上海的演艺市场，加上我们全面扎实的前期工作，所以当大幕揭开时，我们都已经准备好了。”许忠告诉记者，包括开幕大戏《波西米亚人》在内，上海歌剧院2023年演出季焕然一新。上海的观众也用期待已久的热情回馈演出季的精彩——据最新消息，48小时内，《波西米亚人》《托斯卡》这两部剧目的票房销售已过50万元，演出票售出1600张。

　　凛冬已过大半，春天的脚步越来越近。这个春天对歌剧院来说将是火热的、繁花似锦的。许忠告诉记者，歌剧院今年国际化的步伐会“快一点、再快一点”。其中包括携手上海大剧院与巴伐利亚国立歌剧院首度合作的瓦格纳歌剧《罗恩格林》将迎来中国首演；与德国埃尔福特歌剧院联合制作的《漂泊的荷兰人》、邀请国际优秀主创团队排演的《托斯卡》等合作剧目，都已经接连排上了日程表。

　　上海歌剧院党委书记、常务副院长赵蕾表示，今年春天开始，通过多维而深入的国际合作，将让更多世界名家名团听到中国声音、看到中国实力，也让更多中国优秀艺术作品与文艺院团走上国际舞台。