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）

小小消毒卡1米之内全覆盖 “消毒神器”到底有没有用？******

　　“消毒神器”到底有没有用？

　　阅读提示

　　近段时间，不少商家推出多种号称能“杀菌消毒防疫”的消毒产品，包括除菌消毒卡、蓝光雾化消毒枪、空气消毒机等，这些“消毒神器”到底有没有用引发关注。

　　除菌消毒卡、蓝光雾化消毒枪、空气消毒机……近期，不少商家推出多种号称能“杀菌消毒防疫”的“神器”，令消毒类产品销量大幅上涨。

　　在一些“消毒神器”的宣传中，“1米范围内，360度覆盖”“纳米级雾化，超远射程，无死角消杀”“紫外线杀菌，臭氧消毒，新冠灭杀率99.99%”……类似神乎其神的描述随处可见。这些消毒产品是确有奇效，还是商家为了宣传而徒而搞的噱头？对此，记者进行了调查。

　　小小消毒卡，1米之内全覆盖？

　　“黑科技高效防护，降低孩子在幼儿园、学校等公共场所交叉感染的概率。”在某电商平台，一款月销量过万的空气消毒卡在商品详情页宣称 “戴在身上，1米范围内，360度覆盖，杀菌消毒持久力达两个月”。销售同款空气消毒卡的另一商家则称其为除菌率为99.99%的“空气口罩”。

　　一些消费者出于给自己或家人增加一重安全保障的心态购买空气消毒卡。而消毒卡的防护效果究竟如何，却难以有直观判断。商品评论中，不少消费者表示“不知道有没有用，图个心理安慰”，更有消费者直言“就当‘智商税’了”。

　　中国家用电器研究院健康家电检测中心对空气消毒卡进行的一项除菌效果试验显示，每片消毒卡所含的二氧化氯气体发生剂在3克～15克之间，在大多数日常生活环境中，达不到杀菌消毒的有效浓度。3立方米的试验舱内，距离空气消毒卡远的地方除菌率仅有9.75%，距离近的地方除菌率也只有12.13%。

　　由中国科学技术协会、国家卫生健康委等主办的科学辟谣平台此前也发布文章，明确指出“二氧化氯贴片可以在身体周围形成一个‘保护屏障’，辅助拦截病毒感染”为谣言。

　　蓝光喷雾，双管齐下除病毒？

　　酒精、84消毒液这些常见的消毒产品，如何发挥出更大的功效？在一些售卖消毒喷雾枪的商家口中，将这些液体放入喷雾枪的水箱后，通过高压空气泵和雾化喷头喷射，便能实现纳米级雾化输出，阻断气溶胶传播路径。不仅如此，多数喷雾枪还增添了蓝光功能，可以辅助“杀菌消毒”。

　　“这款蓝光消毒枪的前端配备了一个紫外线消毒灯。”据了解，蓝光和紫外线本属不同概念，某些消毒枪的宣传中却故意混淆二者，将紫外线的消毒原理用于宣传蓝光消毒枪。“紫外线灯消毒作用时间需要30多分钟，喷壶上的消毒灯简直就是智商税”“这就是电动喷雾带了蓝色LED灯，要是想省力也能买”……对于蓝光消毒，不少消费者并不买账。

　　“‘蓝光消毒喷雾’是一种并不靠谱的概念，指望用这种产品上的蓝光杀灭新冠病毒难以实现。直射还可能对人的眼睛、皮肤等造成伤害，有比较大的安全隐患。”家电行业分析师梁振鹏说。

　　此外，如果使用消毒枪喷洒酒精，则可能更多一重安全风险。消防人员提醒，此时恰逢冬季，羽绒服、化纤材质等衣物易摩擦产生静电，大面积喷洒雾化后的酒精充分接触氧气，很容易被点燃起火，故选购、使用此类产品均需谨慎。

　　“空间防护盾”，家电新蓝海？

　　居家期间，“如何给家中空气杀菌消毒”成了消费者关注的问题。新的消费需求催生了家用消毒电器市场，以空气消毒机为代表的消毒家电日渐走俏。

　　紫外线消毒、臭氧消毒、光触媒消毒、等离子消毒……在对空气消毒机的产品介绍中，“空间防护盾”“防护无死角”是空气消毒机的宣传亮点所在。面对市场规模持续增长的空气消毒机，有分析认为，这将是家电行业的一片新蓝海。

　　不过，作为一种新兴产品，家用空气消毒机效果如何尚待市场检验，市面上产品质量良莠不齐。应按照消毒产品进行管理的空气消毒机，许多在上市销售前甚至未经过卫健委审核备案。

　　面对众多家电品牌纷纷入局消毒电器行业，中国家用电器商业协会秘书长张剑锋表示，尽管短期内这些产品确实能吸引消费者眼球，但若在国家或行业标准尚未明确的前提下夸大宣传，一旦产品达不到所宣传的效果，反倒会给品牌形象带来伤害，家电行业应本着规范有序的理念运行。

　　居家防疫，需多些科学和理性

　　在电商平台不少“消毒神器”的问答中，都有消费者有关产品“是否是智商税”的提问。而使用过的消费者对此也是体验迥异，有人认为有用，起码花钱买到了安全感；有人则认为全然无用。面对五花八门的“消毒神器”，如何才能不被收“智商税”？

　　梁振鹏认为，如果家用消毒电器号称能杀死新冠病毒，消费者可能要对宣传的真实性画一个问号，因为病毒本身在不断变异，很难确定某种消毒方式是否一直有效。至于“除菌率达99.99%”等宣传用语，也需要进一步解释说明去除的是哪些种类的细菌，刻意扩大概念可能涉及虚假宣传。

　　“从商家角度来讲，某一品类的消毒产品要想获得消费者信任，首先要保证产品质量，其次要遵守相关国家标准。另外，在营销层面也要谨慎宣传。如果一定要将消毒效果作为卖点，那么所宣传内容必须要以有资质的权威部门出具的检测证明为依据，不能夸大其词，欺骗、误导消费者。”张剑锋说，对消费者而言，居家防疫，也需要多些科学和理性。