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）

中央农村工作会议系列解读⑨打通农技推广“最后一公里”******

　　作者：刘丽、孙炜琳，中国农业科学院农业经济与发展研究所

　　中央农村工作会议强调，要依靠科技和改革双轮驱动加快建设农业强国。党的二十大报告绘就了实现高水平农业科技自立自强的宏伟蓝图，中央农村工作会议进一步吹响了科技驱动农业强国建设的号角。科技驱动农业强国建设既要“顶天”，又要“立地”，既要着眼于世界前沿技术和基础研究，争取世界农业科技前沿领域的话语权，又要面向产业需求，让先进前沿的农业科技成果下沉进村、入户、到田，让农民学得会、用得上。农技推广作为连接科技和经济的关键环节，是将先进前沿的农业科技成果转化为现实生产力、促进农村经济高质量发展的重要利器。

　　一、打通农技推广“最后一公里”，对加快科技驱动农业强国建设意义重大

　　《“十四五”全国农业农村科技发展规划》指出，到2025年，我国农业科技整体实力稳居世界第一方阵，农业科技进步贡献率达到64%。要实现这一目标，在很大程度上取决于农技推广的效率和质量。中央农村工作会议强调要着力解决好农业科技创新体系中存在的各自为战、低水平重复、转化率不高等突出问题。数据显示，2019年我国农业科研院所以及农业高等院校的科技成果转化率分别为18.86%与16.79%；根据科学技术部“农业科技成果转化项目”数据统计，我国涉农企业科技成果转化率也不足50%。打通农技推广“最后一公里”将极大提高我国农业科技成果转化率，将更多的农业科技成果转化为现实生产力和农民收益，对于提升农业科技创新整体效能、加快科技驱动农业强国建设具有特别重要的意义。

　　二、打通农技推广“最后一公里”仍面临较多挑战

　　改革开放以来，经过多年建设，我国逐步建立起以政府公益性农技推广机构为主、以科研院所和高校为代表的准公益性推广机构和以农业社会化服务组织为代表的市场性推广机构多元共存的农技推广体系。农技推广体系不断改革创新，为当前农业科技进步贡献率超过61%发挥了关键支撑作用，为保障国家粮食安全、引领产业升级、推动农业现代化发展做出了突出贡献。近年来，随着农业生产新业态的不断涌现，广大农业生产主体对农业技术的需求呈现多样化，打通农技推广“最后一公里”仍面临较多挑战，主要表现在：

　　政府公益性农技推广机构投入不足，提供的农技服务内容及技术类型与农业生产的多样化需求匹配度不够。市场性农技推广机构服务范围覆盖面窄，服务群体较为分散，推广的技术相对单一，无法解决区域性产业发展面临的技术难题。政府公益性农技推广机构与市场性农技推广组织没有形成合力，力量分散。从整体来看，科技成果的市场转化机制尚不健全，农技推广模式较为单一，农技推广手段较为传统，运用大数据、云计算等现代信息技术手段不充分。

　　三、打通农技推广“最后一公里”，提升农业科技创新体系效能

　　构建多元互补、高效协同的农技推广体系。进一步深化建设以政府公益性推广机构为主导，以科研院所、高校、农业社会化服务组织等为补充的多元化农技推广体系，加快完善“一主多元”的基层农技推广服务网络。构建协同互补的农技推广运行机制，强化公益性农技推广机构与准公益性及市场性农技服务机构的有效对接，明确多元主体的角色定位与功能发挥，促进农业科技成果转化应用。坚持政府公益性推广体系的主导地位，加大基层农技推广投入，设立专项保障经费，强化政府农技推广的公益性职能。

　　立足产业需求，强化市场导向，全方位提高农技推广效率和质量。坚持立足农业生产一线，强化市场在农技推广的导向和筛选作用，加强政府公益性农技推广队伍建设，搭建基层农技推广人员和科技研发人员交流平台，切实提高基层农技推广水平。扎实推进农业社会化服务，以产业需求为基础，鼓励以“农资+服务”、技术托管、示范带动等多种方式开展农技服务，优化资源配置，加速实现技术服务的专业化。立足现代农业集约化、标准化特征，大力推广科技示范园区、科技小院、项目带动、企业参与等新兴技术推广模式，切实提高农业技术推广成效。

　　充分利用新手段、新平台推动农业科技与产业融合，成果与市场结合。加强科技服务载体和平台建设，搭建集“农技需求－交流培训－农资交易－技术服务”等为一体的农业技术服务数字化平台，为农业技术推广提供精准化、智能化服务，助推农业科技与产业融合。整合资源，以新电商平台为基础，健全市场转化机制，加速农业科技成果与市场结合，以市场反哺产业和科研，实现互惠互利、良性循环。利用互联网新媒体手段搭建与农业生产者的技术交流平台，建立低成本、高效率、便利化的反馈互动机制，提高农业技术推广效率。