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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）

一题而三命意的《伶官传序》******

　　作者：詹丹

　　欧阳修的史论名篇《五代史伶官传序》分别在中开头、中间和结尾，出现了三处观点句，即：

　　盛衰之理，虽曰天命，岂非人事哉

　　忧劳可以兴国，逸豫可以亡身

　　夫忧患常积于忽微，而智勇多困于所溺

　　对此，虽然有人曾提出哪一处是中心句的疑问，但也有不少学者把三处观点作了归并处理。如流行甚广的朱东润主编的《中国历代文学作品选》有关这篇作品的题解，就把三处观点整合在一起加以论述道：

　　这篇文章是把“庄宗之所以得天下与其所以失之者”作为教训，说明“忧劳可以兴国，逸豫可以亡身”，“祸患常积于忽微，而智勇多困于所溺”，指出一个王朝的兴亡主要决定于人事，在当时历史条件下，有其进步意义。

　　而陈必祥在《欧阳修散文选集》题解中论及此文时，把第一处观点句称为“全文的主旨”，把第二处称为“结论”，又把第三处称为揭示“带有更普遍意义的教训”，是“扩大和深化了主题”。只不过用换一种说法，依然对三处观点句作了归并处理。

　　不过，吴小如在1980年代论及该文的主题时，一方面归并处理了三处观点，但更重要的，他还有着深入一步的看法：

　　这篇文章的主题归纳起来不外这三层意思：首先是盛衰治乱兴亡之理，由于人事而未必由于“天命”，这是一篇的主干。其次，所谓“人事”，主要表现在两个方面：即“忧劳可以兴国，逸豫可以亡身”和“祸患常积于忽微，而智勇多困于所溺”。

　　虽然吴小如在提出主题的三层意思的同时，对内部关系做出了逻辑分析，认为第一处观点句“人事”是主干，后两处是“人事”的具体表现，大致体现出“总-分-分”这样的逻辑关系。但我的看法稍有不同。

　　从逻辑分类看，后两处的观点，确实都属于“人事”的范畴。但从观点的抽象到具体的递进程度或者说从“人事”的普遍性到特殊性看，其间的关系又是步步深入的。

　　由于第一处提出的观点“盛衰之理，虽曰天命，岂非人事”中的“人事”毕竟没有具体内涵，所以这是在一个宏观角度，提出了与“天命”相对的观点，来构成盛衰之理的具体内涵。也就是说，相对于纷繁复杂的“人事”来说，这个概念本身是抽象而又空洞的，只是当作为与“天命”对等的一个概念，把传统的认同“天命”的观念也向“人事”有所转向，才有其具体的针对性。

　　也正因为“人事”概念本身的抽象和空洞，所以它反倒像虚位以待的框架，可以容纳丰富的内容。其实，庄宗之所以失天下的原因本来就复杂，《旧五代史》在庄宗本纪最后评价说：

　　然得之孔劳，失之何速？岂不以骄于骤胜，逸于居安，忘栉沫之艰难，狥色禽之荒乐。外则伶人乱政，内则牝鸡司晨。靳吝货财，激六师之愤怨；征搜舆赋，竭万姓之脂膏。大臣无罪以获诛，众口吞声而避祸。夫有一于此，未或不亡，矧咸有之，不亡何待！

　　其罗列出的林林总总，所谓“咸有之”，正说明了这一点。当然“伶官传序”似乎更突出其重点，所以在林林总总的“人事”中，强调了人的行为上的“忧劳”和“逸豫”这一组概念对比。这样就把抽象的宏观的“人事”递进到相对具体的中观层面。这当然是有庄宗的具体行为可以呼应的，这里且举一事为例。

　　《新五代史》有记录说：

　　同光三年夏，霖雨不止，大水害民田，民多流死。庄宗患宫中暑湿不可居，思得高楼避暑。宦官进曰：“臣见长安全盛时，大明、兴庆宫楼阁百数。今大内不及故时卿相家。”庄宗曰：“吾富有天下，岂不能作一楼？”乃遣宫苑使王允平营之。宦者曰“郭崇韬眉头不伸，常为租庸惜财用，陛下虽欲有作，其可得乎？”庄宗乃使人问崇韬曰：“昔吾与梁对垒于河上，虽祁寒盛暑，被甲跨马，不以为劳。今居深宫，荫广厦，不胜其热，何也？”崇韬对曰：“陛下昔以天下为心，今以一身为意，艰难逸豫，为虑不同，其势自然也。愿陛下无忘创业之难，常如河上，则可使繁暑坐变清凉。”庄宗默然。终遣允平起楼，崇韬果切谏。宦官曰：“崇韬之第，无异皇居，安知陛下之热！”由是谗间愈入。

　　在这里，身为一国之主不顾民间疾苦而只想着自己安乐，庄宗过往忧劳与当下逸豫的鲜明对比，成为一种身体的真切感受，而不听忠臣进谏、尽受小人蛊惑，常常又是关联在一起的。《资治通鉴》也记录了这一史事，胡三省加注感叹说：“郭崇韬之言，其指明居养之移人，可谓婉切，其如帝不听何！”

　　此外，观点句中，“兴国”和“亡身”对举，“国”和“身”还有互文足义的意思，所以文章最后提出庄宗“身死国灭”，就有了词语肌理上前后呼应的连贯性。

　　值得注意的是，虽然庄宗后来的“逸豫”事例斑斑可举，但文章从《尚书》中的“满招损谦受益”引出该文的观点句“忧劳可以兴国，逸豫可以亡身”，还是说明这种现象具有相当普遍性。这样，把这种虽然具体但依然普遍的观点，推进到庄宗个人境遇的特殊性，也就是作为“序”而指向“伶官传”的特殊性，所谓“忧患常积于忽微，而智勇多困于所溺”，这是呈现第三处观点句的意义所在。相对第一处的宏观和第二处的中观来说，这第三处的观点句，就是微观了（尽管结尾的“岂独伶人也哉”一句，显示了作者也努力要把这种特殊的微观回扣到普遍性中）。

　　在以“宏观”“中观”和“微观”理解三处观点句的递进关系时，我们都是以“人事”为立论前提的。在这过程中，作者所谓的“虽曰天命”一句，似乎被抛到了一边。我们固然可以说，作者强调了人事的重要性的同时，并没有完全否认“天命”的存在，但其向下文延伸的肌理性关系，似乎已经被我们无视。我们没有意识到，在其论述的递进过程中，那种似乎已经隐身的“天命”意识，其实际内涵已悄然发生了改变。

　　许多人在强调第二处观点句时，无意中遗漏了“忧劳可以兴国，逸豫可以亡身”的后一句“自然之理也。”而这似乎从“人事”中逸出的，这不能被主观世界完全掌控的普遍性、规律性之理，以颇为“自然”的方式出现，使得我们忽视了其存在。而这，恰恰是能够跟同样不受人的主观控制的“天命”互为相通，形成一种肌理性联系。

　　日本学者沟口雄三在谈到唐代向宋代有关天的观念变化时，认为是从“天谴的天向天理的天的变化”，也就是“主宰者的天向理法的天的变化”。唐以前的人们习惯认为，作为主宰者的天似乎有着人格意志，可以借助自然灾害，对君王犯下的错事做出谴责，以提醒君王纠正过错，所谓“天谴事应”。此类观念到宋代已经受到了不少学者的挑战。欧阳修和宋祁主持编撰的《新唐书》，就讨论了“天谴事应”的问题，并对此有所质疑。在“五行志”中，认为后世之人是在“曲说而妄意天”，所以他们编写的体例就“著其灾异，而削其事应。”而《五代史伶官传序》中提出不受人意控制的自然之理，正是从“天命”向“天理”过渡的桥梁。当天理内在于人事中（这被沟口雄三称为“欧阳修的天地人之理”）得到理解，成为一种规律时，认识到这种规律、这种天理的存在其实只是一件稀松平常的事。不过，当人们总是通过自己的言行来反复证明这个规律的存在，不断重蹈覆辙时，才是一件使人不胜感叹的事，也难怪欧阳修会在他的史论中，常常劈头就感叹一声：“呜呼！”

　　（作者单位：上海师范大学光启语文研究院）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）