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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）

美国毒品和药物滥用问题“死结”难解（深度观察）******

　　核心阅读

　　美国毒品和药物滥用问题日趋复杂。在利益集团游说下，大麻在美合法化程度逐渐加深，滥用药物现象有增无减，越来越多美国青少年吸食大麻成瘾。美国媒体认为，毒品和药物滥用已经深入美国社会肌理，是社会深层问题的反映。

　　毒品和药物滥用已经成为美国最严重的公共卫生危机之一。美国药物滥用与心理健康服务局的一份调查显示，2020年有5930万12岁以上的美国人滥用毒品，其中4960万人吸食大麻。2021年，超过10.7万美国人死于吸毒过量。美国联邦和各州政府表面信誓旦旦要控制毒品和药物滥用，但在各路利益集团游说下，实际上对毒品和药物滥用极度纵容，甚至立法让大麻等合法化。美国媒体普遍认为，盘根错节的毒品和药物滥用问题折射出美国政府管控不力、禁毒效果不佳等诸多问题。

　　“芬太尼几乎渗透到非法毒品买卖每一个渠道”

　　美国司法部不久前发表声明说，2022年5月至9月，美国司法部缉毒署在全美各地缉获3600万剂致命剂量的芬太尼。2021年，超过10.7万美国人死于吸毒过量，其中66%的死亡归因于滥用芬太尼等合成阿片类药物。《华尔街日报》报道说，“芬太尼几乎渗透到非法毒品买卖每一个渠道，且毒性强”，受此影响，美国因吸毒死亡人数创历史新高。

　　扎克·多伊尔曾在俄亥俄州哥伦布市的玛丽哈文戒毒中心戒毒，他滥用阿片类药物已经20年了，近些年开始接触芬太尼，并两次吸食过量。他说：“我有20多个朋友已经死于芬太尼。”

　　哥伦布市一些社区充斥着阿片类药物。当地执法官员表示，哥伦布市中心以西有一个被称为“波顿”的社区，那里充斥着毒贩和“陷阱屋”，吸毒者可以随意购买和吸食毒品。在许多街道上，经常可以看到形容枯槁的吸毒者迟缓地走过用木板封住的店面和破旧的房屋。

　　47岁的谢莉·格拉斯纳普在“波顿”长大，30岁时开始服用镇痛药。最近几年芬太尼侵入了她居住的街区。格拉斯纳普不时购买各类掺入芬太尼的新型毒品，“我知道这些药丸可能被芬太尼污染了，但我还得服用，我需要更强效的药丸。”格拉斯纳普说，她的姐姐已经在2018年死于吸食毒品过量。

　　27岁的谢拉·格兰博坦言，自己18岁时开始服用止痛药和镇静剂，后来吸食海洛因。以前她在电视上看到芬太尼如何致死的报道并试图远离这种毒品，直到2018年，芬太尼成为她所在地区能够找到的唯一毒品，“芬太尼的毒瘾发展得比海洛因更快，我每天都需要吸食大约80美元的芬太尼，之前每天购买海洛因的费用是20美元”。为了购买毒品，格兰博有时会铤而走险去偷窃，后来被送入当地戒毒中心治疗。

　　俄亥俄州的毒品情报官员肖恩·贝恩说：“芬太尼改变了一切，它已经充斥了市场。”

　　“美政府对大麻产业的监管不力令人感到震惊”

　　大麻具有成瘾性，是联合国禁毒公约中被管制的麻醉药品。上世纪70年代，美国颁布《管控药物法》，大麻被列为联邦一级管控物质。但随着医用及非医用大麻在美国多州陆续放开，推进大麻合法化悄然兴起，越来越多青少年成为受害者。

　　美国国立卫生研究院2022年8月发布的一份报告显示，2021年，美国年轻人对大麻和致幻剂的使用达到历史最高水平。该研究院收集了2021年4月至10月的调查数据，结果显示，此前的一年内吸食过大麻的年轻人比例达43%，11%的年轻人每天吸食大麻，较以往呈明显上升。滥用致幻剂的数据同样触目惊心，8%的美国年轻人在调查日期的过去一年内使用过致幻剂，而2011年这一数据仅为3%。

　　美国民众越发担心，一些年轻人正日益养成吸食大麻这一危害性极强的恶习。美国疾病控制和预防中心网站的公开信息显示，近四成美国高中生长期使用大麻。有研究显示，美国使用大麻的年轻人比同龄人更可能从高中或大学辍学。

　　英国《每日邮报》网站不久前报道说，在美国加利福尼亚州、纽约州和马萨诸塞州等大麻合法化地区，大麻使用量激增，“当大麻出现在商店货架上时，年轻人使用大麻出现爆炸式增长”。该报强调：“如今美国的大麻销售额已达300亿美元，美政府对大麻产业的监管不力令人感到震惊。”

　　在美国，当局禁止酒精与烟草公司向年轻人出售其产品，而大麻商家却使用卡通封面包装大麻进行售卖，以吸引年轻人。研究发现，在大麻合法化的州，青少年使用比大麻更强效毒品的频率更高了。

　　美国一名业内人士透露，美国大麻行业不断壮大，近年来游说联邦政府的力度也在加大。美国网站“公开的秘密”数据显示，2018年至2021年，美国一些大麻及制品相关企业、行业协会等花在政治游说上的钱累计达1540多万美元，近3年年均花费是2016年的10倍。业内人士预计，美国大麻市场在2030年将达到650亿美元。

　　“折射出美政府社会治理的失败”

　　美国卫生与公众服务部前副部长、哈佛大学陈曾熙公共卫生学院教授高京柱表示，当前美国毒品和药物滥用是最具破坏性的公共卫生灾难之一。除造成沉重的公共卫生负担外，还将导致数百万人无家可归、失业、逃学、家庭破裂等。新冠疫情掩盖了这一危机，也放大了这一危机。这场危机似乎没有得到遏制，急需紧急、统一、全面的应对措施。“这场危机是美政府多系统（对毒品和药物滥用）监管失败的反映。”高京柱说。

　　曾任白宫国家禁毒政策办公室主任的迈克尔·博蒂切利表示，越来越多致命毒品进入市场，毒品和药物滥用问题越来越严重，毒品吸食过量的情况以及给社会带来的灾难令人心碎。“在担任白宫国家禁毒政策办公室主任期间，我目睹了既不基于科学也不基于证据的毒品和药物滥用管制政策的后果”，目前美国针对毒品和药物滥用问题的管制工作“做得很少”。

　　美国智库曼哈顿政策研究所不久前刊文指出，近年来，死于毒品和药物滥用的美国人急剧增加，每年超过10万人。美国政府的决策者们必须集中精力限制芬太尼等非法阿片类药物的数量，以更好地保护公众健康。不幸的是，在美政府发布的国家毒品管制战略中，几乎看不到政府在抗击这场最大公共卫生挑战之一时本应展现的重要作用。放任毒品和药物滥用愈演愈烈，“折射出美政府社会治理的失败”。

　　专家指出，利益集团是美国毒品和药物滥用问题“死结”难解的重要原因。美国政府的不作为与高昂的利润以及政治献金等有着千丝万缕的关系。高京柱表示，阿片类药物制造商对政客的捐赠持续影响着政府决策。离开美国司法部缉毒署等政府监管机构的官员经常加入制药企业，政商勾结的“旋转门”问题导致毒品问题的解决陷入死循环。

　　（本报华盛顿1月5日电 李志伟）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）