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）

“野冰场”暗藏杀机：冰层厚度未知 无人管理和救援******

　　冰层厚度未知 无人管理和救援 短视频博主推荐

　　人如织的“野冰场”暗藏杀机

　　□ 本报记者 　 赵 　丽

　　□ 本报实习生 王禹钦

　　近日，吉林省通化市一名5岁男童和家人在河流上的“野冰场”玩耍时，不慎坠入冰窟窿溺亡，引起社会广泛关注。

　　《法治日报》记者根据公开信息梳理发现，近一个月内，全国多地发生因滑“野冰”导致的伤亡事件。对此，消防部门提醒，禁止滑“野冰”等危险行为，市民应前往正规冰场游玩。

　　受访专家认为，对于无人管理的河道形成的“野冰场”，即使有小贩在“野冰场”出租冰车等，也不是“野冰场”的管理方，不是经营主体，不承担警告危险和劝离义务，一旦人们在这种场所发生事故，将自担责任。群众要有风险意识，远离“野冰场”。

　　冰面下隐藏着危险

　　多人坠冰导致身亡

　　1月7日，在北京展览馆后湖的“野冰场”，多名游玩者因冰面突然破裂落入水中。

　　“现在想想还很后怕。”参与北京展览馆后湖“野冰场”救人的一名大学生描述当天情景时说。

　　据悉，落水者都是大学生，寒假开始后选择在那里相聚玩耍，然后就发生了意外。

　　“我的一个好朋友不会游泳，他挣扎着时不时地把头冒出冰面喘口气，不知道喝了多少口冰水。”这名大学生说。对于当时的危险程度，他“现在想想还心惊肉跳”，冰面又薄又滑，他死命拽着救人的绳子，要是力气再小点，估计会被水里的同学拉下去。

　　事发当日的现场视频显示，冰面破裂后，至少4名穿深黑色棉服的游玩者落入水中，周围多名救助者快速组成一道道“人墙”，找来绳索等工具，通过手拉手的方式慢慢向落水者靠近，等落水者抓住绳索后，再合力将其从水中拉回冰面。

　　记者注意到，在破裂冰面附近的围观者中，还有多名儿童。

　　1月9日，记者在北京展览馆后湖的“野冰场”附近看到，仍有市民在冰面上“滑野冰”，其中不少是家长带着孩子玩乐，冰面上还有租赁滑冰车的人。

　　冰上的嬉戏欢笑和湖岸上新挂的红色警示横幅形成了鲜明对比。横幅上写着“湖面危险，请勿滑冰”和“岛内施工尚未结束，为了您的安全请勿进入”。

　　记者查阅资料发现，北京展览馆后湖并不在今年北京水务系统开放的天然河湖冰场之列，因此，在此滑冰实属危险的滑“野冰”行为。

　　危险的滑“野冰”行为不仅在北京展览馆后湖出现。1月8日，在北京市朝阳区奥林匹克公园龙形水系的一处冰面上，也发生了市民坠冰事故。

　　据当时在场的一名短视频博主回忆：有人玩耍时不小心掉进了冰窟窿，有两人前去施救时也一同掉了下去，最终几人均被救出，并无大碍。周围群众对待这起事故的态度令人担忧。

　　“就在事发地的旁边，落水的人刚爬上来，就有个两三岁的孩子往冰面上走，旁边的家长也没有迅速带孩子离开这片区域。”该博主告诉记者。

　　根据该博主拍摄的视频，记者看到，在落水者离开后，还有人在附近用冰锥试探。“这片‘野冰场’上，破裂的冰洞不止一个，但这样的场景也未能劝阻在冰面上滑行的人，不少大人、小孩仍继续在冰面上玩耍”。

　　而在岸边，每隔一段就有提示游客的牌子，上面写着“为了您的生命安全，请勿在冰面上玩耍”，在一处围栏上还挂着一只大喇叭，不断重复播放着“冰面太薄，请不要滑冰”的警告。

　　随后两天，记者探访了北京多处“野冰场”发现，尽管许多“野冰场”边上设有“冰面危险，请勿滑冰”的警示标语，有些地点甚至还有工作人员拿着喇叭进行巡逻劝阻，但仍有滑冰的拥趸套上冰鞋，拿上冰球杆，推上滑冰车，三五成群走上冰面，遇上带着孩子的游玩者，不少租赁滑冰车和冰鞋的商贩还会上前招揽生意。

　　不少游玩者告诉记者，尽管他们注意到了相关提示语，但觉得“这么多人在这里玩，不会出事的”。

　　多名业内人士说，冰面光滑、易碎，冰水寒冷，一旦不小心落入冰窟窿中，施救难度非常大。冰面的承重能力，用眼睛是无法观察到的。同时，在流动河道上结冰的冰面，由于河水水位会随着水量的大小发生变化，冰面下会形成两三厘米的“真空”，隐藏着危险。

　　有关部门发布的数据显示：近期，仅北京市119指挥中心就接到多起冰面救援警情，其中多人命丧冰水之中。去年12月23日，北京市密云区一名男性老者被冻在厚厚的冰层中，被救出时已无生命体征；今年1月2日凌晨，北京市通州区漷县镇，两名男子发生坠冰事故，被救出时均已无生命体征。

　　网络博主包装推广

　　危险河湖成打卡地

　　值得注意的是，有些北京郊区的“野冰场”经网络博主“种草”后，变成网红踏冰地，其安全隐患更是令人担忧。

　　京郊“小洱海”，北京“天空之镜”……近日，一些京郊地区在网上火“出圈”，但这些踏冰场所大多位置偏远，有的野外河道宽达百米，地形复杂，冰层厚度肉眼难以测量。

　　而在一些社交平台和短视频平台上，不少网络博主将这些暗藏危险的冰面用“绝美”“免费”“出片”等诱人的词汇进行包装，吸引一拨拨爱好者慕名前往，有关“野冰场”的话题甚至超过千万播放量。在这些视频中，除了个别警示滑“野冰”危险外，更多的是展示在“野冰场”上滑行、跳跃的内容。

　　虽然也有博主提及部分冰面不结实，打卡要注意安全，但更多博主则对这些“野冰场”的安全性闭口不提，甚至直言“这里已经冻结实了”“可以随意玩耍”“在这里打卡拍照太划算了”。

　　在诸多网络热帖下留言的网友，多数被网络博主分享的“震撼大片”所吸引，纷纷向博主求具体地址。还有网友将自己落水的危险经历当成趣事分享。仅有少数网友留言提到这些河道地形复杂，有些地方冰面薄暗藏风险。

　　据记者调查发现，上述推荐的“野冰场”包括河流、水库等，在一些拍摄者的视频中，可以明显看到冰面下有河水流动，在一些冰面上有凸起的“冰棱”，这样的冰面并不结实，危险重重。

　　在社交平台上，除了分享“野冰场”的位置，网友还晒出自制的简易滑冰车，其安全性着实让人担忧—— 一把普通的靠背椅、两根铁棍、几根铁丝就能滑。

　　中国政法大学知识产权研究中心特约研究员赵占领分析，推荐的“野冰场”发生事故，无论是发帖博主，还是网络平台，从法律角度来讲，都很难要求其承担法律责任，因为无法证明这种推荐和受到意外伤害之间有因果关系。

　　前往正规冰场游玩

　　专人巡视保障安全

　　用大石头砸一下，冰碴儿飞溅，但冰面并没有出现裂痕甚至窟窿，似乎就是“可以上冰”的信号；或者直接先踩上去一只脚探探“虚实”……记者在调查中看到，很多人用这种方式“检测”冰面厚度，以此来判断“野冰场”是否安全。

　　殊不知，这样的“试探”在专业救援人员看来，实际上“就已经是在拿自己的生命开玩笑”。

　　据了解，在北京，正规冰场都安排有专门人员留意气温变化，监控冰层厚度。按照北京市相关规定，冰层平均厚度至少要达到15厘米，才能允许游客上冰；当气温升高，冰层厚度不足、承载力有限时，冰场会暂停营业。

　　据什刹海公园冰场负责人杨谦介绍，冰场工作人员一般会用钢钎在冰面上砸出一个小洞，将铁钩伸进去，钩住冰层底部。取出铁钩后，再用卷尺直接量铁钩在冰面以下的距离。每次测量需选向阳面、背阴面等五六个测试点，以确保安全。

　　什刹海公园冰场设专职人员全天候巡视，严格执行“冰面平均每10平方米承载1人”的规定；坚持每天早、中、晚对冰层厚度进行测量，随时关注天气预报信息，适时增加冰层测量次数。同时设置应急救援队，有诸如摔伤、踩踏以及冰面裂缝等突发情况，救援队会第一时间到达现场，采取措施避免出现人员伤亡。

　　对于“野冰场”，有关部门还发布了安全风险提示。去年12月30日，北京市应急管理局提醒市民前往正规冰场游玩，禁止滑“野冰”等危险行为。

　　赵占领说，对于无人管理的河道形成的“野冰场”，即使有小贩在“野冰场”出租滑冰车等，也不是“野冰场”的管理方，不是经营主体，不承担警告危险和劝离义务，一旦人们在这种场所发生事故，仍是自担责任。因此，为避免这样的事故发生，还是要加强安全教育、安全宣传，让老百姓意识到安全的重要性，不要去“野冰场”。

　　他提醒说，对于公园、景区内的河道形成的“野冰场”，公园或景区的经营主体具有安全管理和提醒的义务。如果管理区域不能滑冰，要设置警示牌、配备巡逻人员，发现滑冰者要及时制止。如果因为管理不到位导致游客“滑野冰”发生事故，管理方需要承担相应责任，但也只是次要责任，主要责任仍是由行为人自己承担。