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）
海外留学成本上涨 如何上个“更便宜”的学？******
羊城晚报记者 孙唯 实习生 梁欣雨
近年来，不少家庭选择送孩子出国留学。相比国内就读，国外留学的学习与生活开支高昂，对一般家庭来说存在一定的经济压力，所以在选择留学时，留学成本是不得不考虑的一个因素。近年来，国外留学费用一直呈上升趋势。除了不断上涨的学费，住房、食物、交通、书籍等与生活有关的费用也受物价上涨的影响而提高。
欧美地区大学学费上涨较快
大学学费是留学总费用的主要构成之一。由于疫情导致各国经济较低迷，疫情期间的食物原材料、住宿等运营成本也全面上涨，再加上通货膨胀等其他经济衰退因素的压力，多数学校不得不上涨学费。近年来，许多留学生家庭都感受到了学费上涨的压力。
欧美地区的大学学费上涨较快。以英美两国为例，根据U.S. News的年度调查数据，在2022-2023学年，美国公立和私立学校的大学平均学费都有所上涨，私立大学的平均学杂费更是上涨了约4%。今年年初，斯坦福大学董事会宣布：2022-2023学年的学费增加4%，本科生就读年成本将上调至77034美元，其中学费为57693美元。2022-2023学年，耶鲁大学的本科学院就读总成本上涨至80700美元，相比去年77750美元，涨幅约为3.8%，其中学费为62250美元。
英国各院校专业每学年的学费平均增长了1000英镑，部分院校对热门专业的学费进行大幅上调。牛津大学2022年秋季国际生学费比上一年上涨1000-1500英镑，而2023年学费则比2022年暴涨1000-5000英镑。热门专业的学费，材料科学暴涨至44240英镑/年，涨幅5230英镑；政经哲专业学费35080英镑/年，涨幅5580英镑；临床医学学费52490英镑/年，涨幅3890英镑。剑桥大学的医学专业学费已接近6.4万英镑/年，较去年涨幅接近3000英镑，是英国大学里学费最高的专业。
加拿大高等院校的学费一般低于英美澳等国家，学费多少取决于院校、学位、专业、是否为国际学生等。根据加拿大统计局发布的2022-2023学年大学学费报告，加拿大本科生的平均学费为6834加元，比上一学年增长约2.6%。加拿大研究生的平均学费为7437加元，比上一学年增长约1.7%。在加拿大所有省份中，诺瓦斯科舍省、安大略省、不列颠哥伦比亚省的研究生学费分别高出全国平均水平的42.4%、26.2%、34.4%。对于国际留学生而言，近年来的平均学费持续增加。以本科为例，2002年时，国际生学费仅是本地生学费的2倍左右；如今，国际生学费已达到本地生学费的4.2倍。
生活成本高受物价上涨影响明显
留学生们的生活成本受通货膨胀影响明显，物价上涨是影响留学生们生活开支的重要因素。以加拿大为例，据加拿大统计局数据，2021年4月到2022年4月的消费者价格指数(CPI)上涨了6.8%，加拿大人购买食品的费用增加了9.7%，这是自1981年9月以来的最大涨幅，住房成本也以1983年以来最快的速度上涨。
对于留学生而言，生活费用占比较高的部分是房租。以英国为例，2022年，受访学生的平均月租金为455.4英镑，虽然相较去年下降了12%，但租房支出依旧高于中国国内房租水平。曼彻斯特的房租最贵，平均每月需要556.5英镑，其次是考文垂、布里斯托、埃特伯雷，这些城市的平均月租金都超过了500英镑。
生活成本的高低还受到留学生们常住的地段和个人消费习惯的影响。例如，在澳大利亚，与黄金海岸和堪培拉等城市相比，悉尼和墨尔本地区的生活费用对国际学生来说要贵得多。在悉尼留学的段同学说道：“如果你平时在国内花钱比较大手大脚，衣服化妆品经常换，那么出国的话就会觉得生活开支变少了，因为国外的奢侈品、化妆品打折得很厉害。如果本身在国内就比较节俭，出国后的消费也是基本的衣食住行的话，反而会觉得生活开支变大了，因为国外所有的消费一旦换算成人民币和国内比较就会贵很多。”
国外的吃、住、行等基本需求的开销比国内要高许多，为此，许多留学生改变了部分生活习惯。英国华威大学的小陈介绍道：“英国的打车、公交、外卖费用都不比国内便宜。在国内坐一次公交大概花2块钱，但在英国坐一趟单程的公交大约要花2镑，相当于人民币16块。”出国前，学生们躺在床上打开手机，不过半小时，就可以花合适的价格购买到想吃的丰盛外卖。然而，国外的外卖却不似国内的外卖般物美价廉。“国外点一顿外卖至少得十几镑，相当于人民币一百多，而自己做饭估计只需要花3镑到5镑。”
除了基本的衣食住行方面的开销，还有一些无法预料、意想不到的非固定生活支出，例如初到留学国家准备生活用品的费用、医疗保险消费、外地旅游消费、每月的水电煤气费用等。特别是在今年欧洲能源危机的影响下，冬天到来，供暖费预计是一笔不小的支出。英国能源监管机构Ofgem认为，今年冬天英国能源账单的增长速度可能将超出此前的预测。
降低成本，学生与家长有话说
在留学成本日趋提高的当下，留学生与家长们是怎么应对的呢？
尽可能在国内就通过语言考试。现在国外很多大学都为留学生设立了语言课程。然而，在海外就读语言课程意味着增加了留学生的留学时间与花费，因此，留学生们最好在出国前就打好语言基础。在加拿大留学的阿豪同学的妈妈也建议：“要提前做好准备，雅思在国内就要通过，不要留到国外再补齐语言技能。”
关注学校政策，努力争取奖学金与助学金。例如，美国普林斯顿大学在2021-2022年的学杂费标价为56010美元，但学生在获得助学金后，当年的平均学费约为16562美元。哈佛大学为55%的本科生提供了平均62613美元的按需奖学金或助学金。
英国也有部分高校有奖学金。英国文化教育协会中国区主任包迈岫介绍：“有很多奖学金正在为国际学生颁发，以此鼓励学生的多元化学习。”例如，2022-2023学年就有18所高校为中国学生提供26个非凡英国奖学金名额，并鼓励中国学生申请。
选择“性价比”高、投资回报率高的学校与专业。包迈岫表示：“英国的本科课程通常只有三年，而研究生课程通常为一年，因此学生可以比其他国家的学生更快地进入工作岗位，就投资回报而言，这是一项巨大的投资，也是一种经济性的选择。”
在留学城市勤工俭学。目前，中国留学生可以在部分留学国家通过兼职、带薪实习、担任助教、在网上售物等方式获得部分经济收入。不过，虽然勤工俭学成为不少留学生增加收入的普遍选择，但学生们的收入基本只能满足日常开销，且勤工俭学是对个人时间安排的考验。在英国伦敦的小徐介绍道：“有很多中国留学生在中餐厅或中超做兼职，但全职还是比较少的，毕竟出来留学不能本末倒置。”
如果外卖贵却吃不饱，可以选择在学生食堂就餐。以德国为例，德国各大城市设立的学生食堂的食物价格便宜，种类齐全，是经济实惠的用餐选择。当然，如果留学生们想要在国外吃得又便宜又健康，还符合自己的口味，最直接的办法就是自己做饭。在加拿大多伦多留学的小梁表示：“在这里一顿外卖比国内贵很多，所以自己做饭最省钱。”如果选择在距离学校远的地方租房，经常打车将会有一笔不菲的交通费用支出。因此，她还建议平时少打车，用好公共交通。“我一般会摸清楚当地的公交和地铁线路，合理运用这些交通工具也能省下一笔钱。”
即使目前留学受成本高涨的影响，家长们依旧愿意全力以赴支持孩子出国留学。在加拿大就读的留学生阿香的母亲介绍道：“我们家在选择让孩子出国留学的时候，不会因为留学成本问题就放弃某一个地区或学校。只要是孩子想去的、未来前景好的学校和地区，我们都会全力支持。”家长们希望孩子在外安心学习即可，不用过分担心成本问题，“孩子出去留学肯定是以学业为主，我们也不希望孩子因为经济开支问题边上学边打工。”
