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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）

打造宜居韧性智慧城市******

广东广州努力提升规划建设精细化、品质化水平

打造宜居韧性智慧城市　　

　　核心阅读

　　党的二十大报告提出：“坚持人民城市人民建、人民城市为人民，提高城市规划、建设、治理水平，加快转变超大特大城市发展方式，实施城市更新行动，加强城市基础设施建设，打造宜居、韧性、智慧城市。”

　　在广东省，广州市地处珠三角中部，九脉汇聚、三江汇流，以优越的地理位置吸引了人才的聚集、产业的发展。如今，作为粤港澳大湾区核心引擎城市之一，这座国家历史文化名城如何切实提高规划水平，塑造高品质的生产、生活、生态空间，备受关注。

　　党的二十大报告提出：“坚持人民城市人民建、人民城市为人民，提高城市规划、建设、治理水平，加快转变超大特大城市发展方式，实施城市更新行动，加强城市基础设施建设，打造宜居、韧性、智慧城市。”地处珠三角中部，九脉汇聚、三江汇流，广东省广州市以优越的地理位置吸引了人才的聚集、产业的发展，如今又成为粤港澳大湾区核心引擎城市。如何充分发挥规划的引导作用，塑造高品质的生产、生活、生态空间，成为广州在近年发展中的关注重点。

　　作为国内首批实施规委会制度的城市、自然资源部国土空间规划试点，广州市率先编制形成市级国土空间总体规划，充分体现“一美三高”，即美丽国土空间、高质量发展、高品质生活、高水平治理的新要求。从人的感受出发，创造高品质的丰富空间；从历史文脉出发，保护传承地区文化传统。科学的规划，多元的公众参与机制，不断提升着城市规划建设的精细化、品质化水平，助推这座国家历史文化名城高质量发展。

　　办实事惠民生

　　提升宜居品质

　　隔珠江与“小蛮腰”相望，一座两层高的白色建筑挺立猎德桥头，整个建筑白天温润如玉，夜晚则熠熠生辉。

　　“每天晚上散步经过，感觉这个建筑很美观，完全没想到竟是一座变电站。”街坊何先生经公众开放日参观之后，对变电站的印象大为改观，“以前担心变电站辐射会有影响，现在看到数据，放心了。”

　　抓住市民最关心的问题，将“邻避”设施转变为“邻利”设施，广州市规划和自然资源局会同供电部门费了不少心思。“这是广州首批‘社区事·大师做’项目之一，邀请了全国工程勘察设计大师、广东省建筑设计研究院副院长陈雄主笔设计。”广州市规划和自然资源局工作人员介绍，设计师使建筑与绿化景观融为一体，同时兼有变电站科普中心功能，超越了传统变电站的概念。

　　“开放性、公共性是我们设计中非常强调的一个方面。营造出一种万家灯火的感觉，让变电站从单一的市政设施变成市民喜爱的公共建筑。”设计师陈雄认为，好的公共场所最重要的功能是能让人停留并感到舒适，“小项目往往容易被忽视，但是对于城市的品质提升常常起到关键作用。”

　　随着人民生活水平的提升，公众对美育、公共艺术、环境整体品质的需求越来越强烈，社区是居民生活的主要空间，社区设计是否合理、功能是否完备、环境是否优越，直接影响生活品质。

　　2019年以来，广州深入探索社区设计师工作，大力推行“社区事·专职做”“社区事·大师做”“社区事·街坊做”等行动，努力以“设计的力量”精心绣出宜业宜居的品质之城，不断满足人民对美好生活的向往。全市征集专业领域精英人才，形成专家名录，各区在此基础上，结合实际情况聘请设计师。

　　越秀区总规划师全过程协调海珠广场品质提升工程，实现交通环岛式广场向步行礼仪式公共空间的嬗变；荔湾区社区设计师工作组推动沙面岛实现步行街区，增添亲民“口袋广场”，改善居民背街里巷生活体验……让设计融入城市，推动广州实现老城市新变化，持续提升居民生活品质。

　　据统计，目前全市已聘请344名社区设计师和163名乡村规划师入驻各街道城乡社区。广州社区设计师工作入选了自然资源部地方典型实践经验案例，多方参与机制，把事情办实、办好，让“烦心事”变“舒心事”，不断实现“发展为了人民、发展依靠人民、发展成果由人民共享”。

　　强规划促产业

　　推动经济发展

　　互联网产业迭代升级，广州发力数字经济。毗邻珠江的海珠区琶洲岛，阿里巴巴、腾讯、唯品会等一大批互联网企业进驻于此，千亿级的琶洲互联网创新集聚区正在形成。

　　一幢幢大楼拔地而起，各具特色却又整体协调；骑楼街道融合当地岭南元素，构建宜人商务环境；建筑以连廊串连，建筑风格上凸显文化底蕴，使用中便民宜行……

　　“我们去地铁站或者去银行，可以通过骑楼，不淋雨、不晒太阳。”自从前年搬到琶洲西区唯品会新大楼办公，肖女士越来越多地体会到集聚区的设计优势，“通过连廊出行方便，中心广场增添绿色，闲时散散步，能缓解工作压力。”

　　“琶洲西区实施地区城市总设计师制度和地区场地顾问制度，从不同角度把关规划、建设。”广州市规划和自然资源局建筑规划管理处工作人员介绍，地区城市总设计师侧重于对整个区域的公共空间、建筑形态、广场公园、骑楼、连廊等提出专业咨询意见；地区场地顾问侧重于对机动车道、自行车道、人行道、小转弯半径、公交站台、道路照明、公共座椅、垃圾桶等场地景观设计予以把控，制定了40种场地设计要素建设实施标准，延伸至实施、使用、养护等环节。

　　“规划布局更紧凑、尺度更宜人，最大化集约节约用地和利用江景资源，为产业链条延伸和企业发展留足空间。”广州市对土地储备、产业规划、城市设计、土地招商与出让进行全过程管控，琶洲管委会建设促进科科长姚响全程跟进，“通过开展高质量控规编制和城市设计，参与土地供应前期商务谈判，完善土地出让条件，把规划要求融合于‘引资’‘引智’‘引技’工作，实现区域开发过程中规划、市场、政策的集成互动。”

　　“琶洲西区的规划，是广州的一次积极探索。”广州市规划和自然资源局地区规划管理处工作人员表示，白云湖数字科技城等产业园区，也从土地出让走向产业招商、由土地收储走向城市设计一体化，这种规划形式以精细化、品质化的城市设计，实现了有限空间里的创新发展，在实现“产业提升、环境提升”的基础上，提升了城市品质。

　　微改造传文脉

　　留下文化记忆

　　习近平总书记指出：“城市规划和建设要高度重视历史文化保护，不急功近利，不大拆大建。要突出地方特色，注重人居环境改善，更多采用微改造这种‘绣花’功夫，注重文明传承、文化延续，让城市留下记忆，让人们记住乡愁。”广州是座千年古城，城市的发展，不仅要加入现代元素，也要注重保留传统格局、街巷肌理和景观环境，更重品质，更强调以人为本，更善用中国智慧，更自觉将中华文化传统和当代生活结合起来。

　　矗立在珠江白鹅潭畔、融现代设计与历史风貌于一体的建筑群，吸引不少市民驻足——这是今年5月正式开放的广州铁路博物馆。“这里原先是粤汉铁路黄沙车站的旧址，是广州市历史建筑。经过8年多时间，以‘绣花’功夫微改造而成，所有横梁都留着以前的编号，地板也保持着当时仓库的原样，做到了‘修旧如旧’。”广州铁路博物馆工作人员陈涛介绍，博物馆由院士团队负责改造设计，整体建筑保留了基本原始风貌，集陈列、收藏、展示、科普、教育于一体，通过实物展陈及声、光、电等多媒体手段，展现铁路历史，宣扬铁路文化。

　　在广州，永庆坊历史街区进行整体保护，实现环境提升、文脉传承、功能转变、老城新貌；泮塘五约古村保留街区原有紧凑的空间格局和历史肌理，修缮传统建筑，推动传统工匠项目落户；新河浦历史文化街区引入民宿、咖啡、艺术廊、文创等与特色风貌契合的新业态，通过居民捐赠展品、邻里互助等系列社会治理创新，让生活与街区公共空间改造共振；还有TIT创意园、太古仓等工业遗存改造利用项目，保留传统空间形态、厚植文化底蕴，塑造出交往便利、生活舒适的公共空间。

　　近年来，广州加强顶层设计，制定出台《广州市关于在城乡建设中加强历史文化保护传承的实施意见》，制定广州市历史文化名城保护五年行动计划、历史文化街区保护传承工作指引、2022年国家历史文化名城保护专项评估工作方案，修订市文物管理和名城保护委员会议事规则，进一步强化市文物管理和历史文化名城保护委员会的统筹协调作用，全面系统建立健全标本兼治长效机制。据统计，全市新增认定传统风貌建筑485处，新增历史建筑13处，形成378条传统街巷保护名录研究成果。

　　“接下来，在‘抓保护’的基础上，我们将持续‘抓行动’‘抓特色’，采用‘绣花’功夫推进历史文化遗产发展利用，打造历史文化保护传承典范区域和精品项目，探索名城保护与城市可持续发展的新路径，让广州这座千年古城焕发经典名城、时代花城魅力。”广州市规划和自然资源局局长邓毛颖说，面对实现老城市新发展的命题，广州将坚持规划引领，妥善处理好保护与发展、保护与利用、保护与民生、保护与生态的关系，擦亮广州历史文化名城的“金字招牌”。（人民日报记者 罗艾桦 姜晓丹）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）