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）
东西问丨吴家玮：教育如何助建中美桥梁？******
中新社旧金山12月15日电 题：教育如何助建中美桥梁？
——专访美国大学首位华人校长吴家玮
中新社记者 刘关关
近几十年来，随着一批批中国留学生走出国门求学，中国与西方学术界的交流日趋紧密。东西方教育在哪些方面可以实现互鉴？教育如何助建中美桥梁？中新社“东西问”专栏近日专访美国大学首位华人校长、香港科技大学创校校长吴家玮，请他谈谈对这些问题的看法。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：您在《玻璃天花板：吴家玮回忆录》中提到“打破学界的玻璃天花板”。在这一过程中，您华人身份的优势和挑战是什么？
吴家玮：我在美国的教研之路完全是沿着学界惯例走过来的，可以说是“循规蹈矩”。我30多岁当上系主任，40多岁当上院长、校长，于是被人说成是“打破了玻璃天花板”。在这个过程中，作为华人，我遇到过挑战，担任旧金山州立大学校长期间感受尤深。
旧金山历来是一座多元且较为复杂的城市，旧金山州立大学是该市唯一的公立全科大学，学校的“一把手”难免处于众目睽睽之下，突然间来了一位在儒家思维中长大、另有一套管理模式且不太听话的华人校长，很多人不习惯。
图片美国旧金山中美国际学校的学生穿中式服装表演节目庆祝中国农历新年。当地华人比例为全美最高。陈钢 摄在美国的教研之路上，华人身份没有什么明显优势，否则就不会碰上“玻璃天花板”了。但在旧金山州立大学当校长期间，儒家思维为我的管理模式带来一些积极影响。我常跟副校长、院长、教授代表等10来个人开会，讨论各种议题。众人意见不一致时，会展开讨论、辩论或是争论。如果讨论半个小时后还僵持不下，美国同事们就忍不住了，接下来就要求通过投票结束争论。而我认为，绝大多数人都同意某一个建议，才是较好的结局。这个时候我会说，我们都是有头脑的人，多谈谈总可以在各种不同的见解里找出大家都能接受的看法。因此我主持的会议尽管时间很长，但最后总能得到一个支持度相当高的共识。
中新社记者：美国高校的工作经历，为您在科大的工作带来怎样的启发？
吴家玮：我回国前夕，香港经济面临转型，必将注重科技。当时，香港将迎来回归祖国的时刻，“一国两制”政策也已确定。在此背景下，一群有学问、有经验、有理想的学者决定放弃国外的丰厚资源和舒适生活，凭可贵的团队精神在香港创办一所研究型大学。
坐落于香港清水湾半岛的香港科技大学。谢光磊 摄特别是我在圣迭戈加州大学当博士后，十载后重回原校担任院长。那段经历让我认识到，要办好一所大学，研究和教学必须依靠真正一流的人才。我们在创办科大时，就是全力寻找各学术领域的一流人才加盟。
另外，圣迭戈加州大学的博雅教育理念对我在香港科大的工作也有启发。当时，港英政府只允许我们办理学院、工学院和商学院，但我坚持同时要办人文与社会科学学院。我还希望每个学生主动参加文化、体育及团队活动。学校一定要培养学生的人文素养，否则怎么能算大学？人文与社会科学可以扩展年轻人的视野，理顺他们的逻辑，赋予他们深入思考、独立判断的能力。思想狭隘的人很难做到真正的创新，没有好的人文与社会科学环境，科技也搞不好。
中新社记者：您曾长期在旧金山湾区工作，并于20世纪90年代先后提出“香港湾区”以及“深港湾区”的概念。在高等教育方面，能为粤港澳大湾区提供哪些经验？
吴家玮：旧金山湾区各种类型的高校都有，粤港澳大湾区的高等教育建设也一定要多元化。最好能够平衡发展研究型、教学型、专业型、普及型等各种类型的高校。至于学科建设，科技创新、人文创作和社科教研同样重要，多种学科都要大力发展。研究型的高校必须注重教学，教学型的高校也不能忽视研究。
第十六届江苏省高校大学生物理与实验科技作品创新竞赛上，参赛选手在调试作品。杨雨 摄此外，高等教育不能一面倒地聚焦于应用研究，基础研究也绝对不能忽视。中国过去经济落后太久，需要飞速发展，赶上发达国家，因而在很短的时间内培养了大量应用型人才。但非常关键的基础研究没有得到应有的重视。作为科技创新和突破的基石与载体，是时候大力度发展基础研究了。
中新社记者：东西方教育在哪些方面可以实现互鉴？
吴家玮：西方发达国家因各自的历史和背景不同而发展出各有特色的教育模式，法、德、英、美等国的教育制度差别很大。在向西方借鉴的过程中，中国要按照自身的实际情况和需求善加选择，发展符合国情的教育模式。
最近几十年，中国高校数量急剧增加，水平相应提高。目前，中国每年普通、职业本专科招生人数在1000万以上，硕士生以及博士生的招生人数分别超过100万和10万。有人说中国毕业生太多，导致很多大学生找不到工作，但我认为现在的高校数量和招生规模相当合理。中国有3000多所高校，美国人口不到中国的四分之一，高校数量却更多。
北京大学2021届本科毕业生在校名前拍照留念。蒋启明 摄中国高等教育的问题不在于数量，而在于发展不平衡。美国的优秀大学分布在全国各地，但中国最好的大学主要集中在沿海几个大城市。五湖四海的“高材生”被吸引到这些大城市，毕业后大多不愿回老家。中国迫切需要推动教育、经济、文化等各项事业在地域间均衡发展，让欠发达地区对人才具备吸引力。
中国的高等教育需要适度引进符合国情的博雅本科教育。同时，应该像西方社会那样，摈弃对大学排名的迷信、对论文和专利权数量化的追求以及对学者名衔的过度崇拜。
反向来看，中国一些教育理念也值得西方学习。从文艺复兴开始，西方世界逐步盛行“个人主义”。而儒家推崇“集体”意识，为人在修身之余，必须关怀和注重家庭、社会以及国家的集体幸福。这些意识启发于教育。
中国一些教育方式同样值得西方借鉴。我曾看过一档英国电视节目，有一组上海的高中教师到伦敦一所高中教学。老师走进教室，学生要站起来齐声喊“老师好”。上课的时候学生不能交谈，课后还有很多作业。英国学生刚开始对这套教育方式很不习惯，但一段时间后，他们不但开始欣赏中国老师的教育方式，连考试成绩也提高了很多。
中新社记者：您的回忆录《同创香港科技大学：初创时期的故事和人物志》里，有一个章节是“助建中美桥梁——走向老家”。在您看来，教育应该如何助建中美桥梁？
吴家玮：我写这本回忆录的时期，确实还是以学术交流合作助建中美桥梁的好日子。中国落后和僵化多年后，终于打开了国门。一些有理想的优秀留学生、学者在西方吸取了先进的知识和技能，然后走向老家，在国家重启、发展的征途上作了不少贡献。同时，美国的科研也需要中国的人才。在这个阶段，两国一些科研合作相当成功。
以“国际教育，成就未来”为主题的2009中国国际教育展在北京举行。吴芒子 摄美国人也认为，他们在许多方面也可以向中国学习。随着越来越多美国企业到中国发展，学习中文的美国人逐步增加。这些人到美国公司的中国分支机构任职，并通过与中国的合作提高本领，然后走回自己的老家。
但是，现阶段美国政治状况不容乐观，内部分裂、两党对立的局面令政客们以寻找外敌的手段来争取选票，中美学术交流难免受到影响。现状能否改善，要看美国的政治态度。美国学界也需努力跨越障碍，让两国的学术交流尽快恢复到过去的良好状态。
中国学界除尽可能恢复与美国学界合作外，还必须扩大国际交流的范围和对象，大力加强与欧洲、东南亚等地以及“金砖国家”的学术合作，在“一带一路”上多建“桥梁”。(完)
受访者简介：
吴家玮1937年生于上海，1949年移居香港，1955年赴美国留学。1966年，吴家玮获美国圣路易斯华盛顿大学物理学博士学位。他曾担任美国西北大学物理及天文学系主任以及圣迭戈加州大学热斐尔学院院长，并于1983年出任旧金山州立大学校长，成为美国大学首位华人校长。1988年，吴家玮受邀回港，出任香港科技大学创校校长，供职时间达13年。
回香港后，吴家玮曾先后担任港事顾问、香港特别行政区筹备委员会委员、全国政协委员、香港特别行政区创新科技顾问委员会委员、内地与香港科技合作委员会主席以及深圳市决策咨询委员会委员等职。
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