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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）

职业院校需要什么样的劳动教育******

　　畦面松土、控制株距、取穴盘苗定植……近日，金华职业技术学院园艺专业学生宋李一，在学校的实验农田里播种油菜种子。“每次上劳动教育课我都满怀期待，到田间种地很有意思。”宋李一兴奋地向记者讲述着同学们如何完成锄草、翻土、挖渠、施肥的种地任务。

　　2020年3月，中共中央、国务院发布《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》(以下简称《意见》)，提出要“紧密结合经济社会发展变化和学生生活实际，积极探索具有中国特色的劳动教育模式，创新体制机制，注重教育实效，实现知行合一，促进学生形成正确的世界观、人生观、价值观”。

　　这对以就业为导向、以服务为宗旨的职业教育来说是一个新挑战。近日，中青报·中青网记者采访了多所职业院校，了解到这些院校充分挖掘专业课程中的劳动元素，全面覆盖日常性劳动、生产劳动、服务性劳动，劳动教育课不仅让学生觉得有意思更有意义。

　　挖掘专业中的劳动元素

　　刚上大一时，就读于遵义职业技术学院食品智能加工技术专业的罗光平觉得上劳动教育课就是打扫卫生，“没什么意义”。在除草、清扫校园的过程中，该校老师会带领着学生识别杂草，要求学生熟练使用除草工具，一学期结束后至少认识20种杂草。

　　罗光平渐渐认识了许多常见的杂草，也懂得了这些杂草的价值和功效。正在读大二的罗光平改变了最初的看法，“劳动教育课很有意义，不仅学到了实用的知识，同学们交流协作一起劳动，大家的关系愈发亲密”。

　　“城里来的学生没用过锄头，一种杂草也不认识。”遵义职业技术学院思想政治教育部部长陈良万说，设计“社会性劳动—校园绿化松土清除杂草劳动课”，一方面想提高学生的劳动技能，另一方面也想让学生在劳动中获得最实用、最贴近生活的知识，“这门课也被评为贵州省100个劳动教育优秀教学案例”。

　　在包头轻工职业技术学院的校园里有10多亩田地，这里是食品生物与检测系葡萄酒生产技术专业学生的劳动基地。新学期，该专业的每个学生都分到一小块责任田，同学们以小组形式完成规定区域的葡萄种植，学期末还有种植成果展览。

　　教育系的学生和内蒙古自治区非遗传承人学面塑，乳品农牧工程系学生做冰淇淋，食品生物与检测系的学生做蛋糕……包头轻工职业技术学院发挥课堂主阵地作用，充分挖掘专业课程中的劳动元素，强化实习实训课程中的劳动体验。

　　“找准学生的兴趣点和兴奋点，让劳动教育变得有意思，不仅能够吸引学生的眼球，还能够吸引学生的心，劳动教育课也就能够达到好的教育效果。”包头轻工职业技术学院志愿服务指导中心主任陈芳介绍，2020年4月，该校启动劳动教育课程建设工作，成立了劳动教育教研室，开展教学、课程、师资、教材、实践基地建设以及理论研究等工作，将劳动教育全面纳入人才培养方案。

　　在距离金华职业技术学院8公里外的郊区，有一片541亩的实验农田，这里是该校农学院学生们的实践教育基地。金华职业技术学院农学院园艺专业教师姚刚介绍，基地不仅有现代化的大棚、水塘，还有教具、智慧教室，这里也成了农学院学生开展劳动教育的乐园。

　　把6亩荒地变成沃土，这让宋李一获得了满满的成就感，亲眼见到阳光玫瑰、红美人柑橘的培育过程，让宋李一觉得“特别新奇、有趣”。在开垦荒地的过程中，宋李一发现看似简单的翻土、挖渠，也讲究技巧和办法。老师布置任务，宋李一和组员们一起想办法，分工协作，克服一个又一个挑战，“现在播种结束了，我时常惦念我种下去的油菜长得好不好”。

　　金华职业技术学院农学院院长谢庆勇说，在现代农业蓬勃发展的当下，“我们仍然让学生体验传统的耕作方式，意在让学生传承实践院训‘从劳力上劳心’的精神品质”。

　　把劳动意识融入日常

　　新冠肺炎疫情当下，包头轻工职业技术学院采取线上线下相结合的教学方式。据了解，返乡同学可以帮父母做家务、干农活，也可以参加志愿服务活动，通过拍摄短视频、撰写劳动日志的方式，完成劳动教育实践课获得学分。

　　家住内蒙古通辽市开鲁县的何紫微家里养了17头黄牛。零下20摄氏度的寒冬，天刚刚亮，何紫微就起床来到牛棚，一锹接着一锹铲了满满一车草。何紫微先把牛槽中的杂物扫干净，再一点点添草喂牛，“一次不能添太满，不然牛就会把草拱在槽外面”。

　　有种土豆的，喂羊的，还有给父母做饭，帮忙做家务的，包头轻工职业技术学院辅导员姜峰说，有的学生手忙脚乱给父母做了一顿饭后，知道了父母的不易，“开展劳动教育的目的不是为了让学生干活，而是想让学生学会感恩，尊重他人的劳动成果”。

　　如果平时走进包头轻工职业技术学院学生的宿舍楼，能看到每个宿舍都被打扫得干干净净，脸盆、牙刷、毛巾摆成一条线，牙刷头甚至都朝向同一个方向。这背后是该校采取“劳动教育理论+岗位劳动锻炼+社会服务活动”模式开展劳动教育，全面覆盖日常生活劳动、生产劳动、服务性劳动，实施“2+1+X”课程学分考核。

　　遵义职业技术学院则把劳动教育纳入学院人才培养全过程，贯穿家庭、学校、社会各方面，与德育、智育、体育、美育相融合。以课程教育为主阵地，以实践育人为基本途径，紧密结合学校和学生实际，注重教育实效，实现知行合一。

　　“强化劳动教育正是新时代赋予职业教育的使命。”教育部职业技术教育中心研究所研究员姜大源表示，《意见》对新时代劳动教育提出的新要求，对作为不同于普通教育而是以就业为导向、以服务为宗旨的另一种类型教育的职业教育来说，必定是一个新挑战：强调“质与量”并重的劳动精神培养，建立“内与外”协同的开放共享机制，注重“知与行”合一的劳动素养发展，都需要与之配套的课程、教材、教法和教师培养的改革与创新，都需要新思考、新措施、新路径。

　　中青报·中青网记者 石佳 来源：中国青年报

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）