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）

5省市人口为何逆势正增长******

　　近日，多省市公布了人口数据，截至目前，已有青海、江西、甘肃、广西、重庆5个省市宣布人口正增长。专家分析认为，这些省市的人口增长中既包含自然增长，也有人口迁入的影响，接下来，曾经在出生人口数量上占据第一位置的广东和人口增量曾位居第一的浙江也可能实现人口的正增长。

　　自然增长与机械增长

　　2022年，中国人口出现近61年来的首次人口负增长。国家统计局1月17日公布的数据显示，2022年年末全国人口(包括31个省、自治区、直辖市和现役军人的人口，不包括居住在31个省、自治区、直辖市的港澳台居民和外籍人员)141175万人，比上年末减少85万人。

　　人口负增长的整体趋势下，仍有多个省份逆势实现了正增长。1月29日，青海省统计局发布消息称，2022年末，青海省常住人口595万人，比上年末增加1万人。至此，已有青海、江西、甘肃、广西、重庆5个省份宣布人口正增长。

　　其中，2022年末江西全省常住人口4527.98万人，比上年末增加10.58万人；2022年末甘肃全省常住人口2492万人，比上年末增加2万人；2022年末广西常住人口5047万人，比上年末增加10万人；2022年末重庆常住人口3213.3万人，比上年末增加0.9万人。

　　但这一增长或许并非完全是“自然增长”，其中还涉及人口的迁入与迁出。人口学专家何亚福告诉北京商报记者，一个国家或一个地区的人口是正增长还是负增长，需要了解两个概念，一个是人口自然增长，一个是机械增长。“某一年的出生率减去死亡率，就是自然增长率。如果出生率大于死亡率，那么自然增长率就是正数。如果没有人口的迁出或迁入，自然增长率是正数意味着人口正增长。”

　　“所谓机械增长，则是指人口迁移，包括迁入和迁出。由于存在人口迁移，一个国家或地区的自然增长率是正数并不意味着人口一定正增长，是负数也并不意味着人口一定负增长。一个典型例子是，德国人口的自然增长率多年来是负数，但由于德国近年来接收了大量外国移民，所以近年来的总人口保持正增长。”何亚福表示。

　　何亚福介绍，2022年，青海人口自然增长率为3.37%。，广西为1.43%。，江西为0.25%。，都为正数，意味着这三省出生率都大于死亡率，而甘肃、重庆的人口自然增长率分别为-0.04%。和-2.11%。，代表着两省的常住人口增加主要是因为净流入人口大于自然减少人口。

　　正增长背后的经济“磁吸力”

　　“一般规律来说，人口是往发达地区、就业机会多的地区流动。”中原银行首席经济学家王军向北京商报记者介绍，“常住人口的增加主要靠外来人口而非户籍人口，所以全国来看是总量萎缩，个别省份有结构性的增长，原因主要就是经济发展的水平、潜力以及背后强大的公共服务能力。”

　　那么，上述省市拥有怎样的经济“磁吸力”。以人口自然增长率仅为0.25%。的江西为例，2021年江西省GDP为29619.7亿元，比上年增长8.8%，高于全国0.7个百分点，增速居全国第四位。而2022年，江西省的GDP则达到32074.7亿元，同比增长4.7%，以高出全国平均水平1.7个百分点的增速与福建并列第一。人口增长同步进行，2021年末，江西的常住人口减少1.46万人，而2022年江西除人口自然增长率为正数外，在人口机械增长方面也新增流入人口9.45万人。

　　同理再看重庆。2022年，重庆新增流入人口7.7万人，与之同步的是重庆经济地位的“飞升”。数据显示，2022年，重庆GDP为29129.03亿元，比上年同期增长2.6%，首次超过GDP为28839亿元的广州，进入全国四强。

　　甘肃的“磁吸力”同样有迹可循。2021年末，甘肃省新增流出人口14.53万人，而2022年，甘肃则逆势新增流入人口约2.1万人。在此期间，甘肃省持续优化经济结构，工业经济发展质量不断提升。2022年1-12月，甘肃省工业固定资产投资增长57%、制造业投资增长46.9%，其中，制造业技改投资、装备制造业投资和高技术制造业投资分别同比增长54.4%、68.9%和14.7%。总体上，2022年，甘肃省地区生产总值11201.6亿元，按不变价格计算，比上年增长4.5%，增速高于全国1.5个百分点，居全国第三位，位次比上年大幅前移17位。

　　广东浙江或也保持正增长

　　人口实现增长的或许不止前述5省市。

　　从2021年来看，数据显示，广东2021年末全省常住人口12684万人，比上年末增加60万人。全年出生人口118.31万人，出生率9.35%。；死亡人口61.12万人，死亡率4.83%。；自然增长人口57.19万人，自然增长率4.52%。。当年，广东在出生人口上占据了第一的位置。

　　那么广东是否仍会实现人口增长？何亚福认为，答案或许是肯定的。“到目前为止，广东省尚未公布2022年常住人口数据。但按照往年的数据来分析，广东省2022年常住人口可能也是正增长。”

　　何亚福认为，自从改革开放以来，广东省一直是人口净流入的省份，中西部省份有大量的年轻流动人口去广东打工。对比“七人普”和“六人普”数据，可以看出，从2010年到2020年这十年间，广东省常住人口就增加了2169万人，增量居全国各省份的第一位。

　　而在增量方面，2021年占据第一的不是广东，而是浙江。数据显示，浙江2021年末全省常住人口为6540万人，且超过了广东60万人的增量，增加了72万人。

　　在何亚福看来，浙江与广东类似。“浙江2021年出生人口为44.9万人，死亡人口为38.4万人，自然增加人口仅为6.5万人，但常住人口却增加了72万人。可见，浙江人口的增长主要还是受益于人口流入，且可能继续存在人口流入。”何亚福表示，“所以，预计浙江和广东2022年常住人口都是正增长。”

　　“广东、浙江两省保持住经济、公共服务等方面的优势，就仍旧具备人口增长的基础和潜力。”王军认为，“其实，人口是一个慢变量，短期之内的现象不是一个很好的观察点，需要较长时间、连续观察可能才会有一些比较明确的规律。但总体上，主要的经济大省应该都具备内生增长动力和吸引外来人口的优势。”　　

　　北京商报记者 方彬楠 冉黎黎