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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）

中央农村工作会议系列解读⑮健全主产区利益补偿机制 夯实粮食安全根基******

　　作者：辛翔飞 中国农业科学院农业经济与发展研究所

　　2022年中央农村工作会议强调“保障粮食和重要农产品稳定安全供给始终是建设农业强国的头等大事”,“要健全种粮农民收益保障机制，健全主产区利益补偿机制”。现阶段，主产区在国家粮食安全保障中的根基性地位愈加凸显，但其区域经济社会发展尤其是粮食生产的可持续发展面临诸多困境。健全主产区利益补偿机制，对于夯实我国粮食安全根基具有重大战略意义。

　　我国粮食安全保障对主产区依存度显著升高

　　自20世纪70年代末以来，我国粮食产销区域格局发生了重大历史性变化，主要特征是：主销区粮食自给水平显著降低，产销平衡区粮食产需缺口持续加大，主产区成为我国粮食安全保障的主体支撑。以当年全国人均粮食产量为自给标准计算，1978-2021年主销区粮食自给率由93.57%降至19.91%，粮食产需缺口由297万吨增至11800万吨；产销平衡区粮食自给率由87.29%降至78.40%，粮食产需缺口由851万吨增至3200万吨；主产区粮食自给率由106.65%升至139.33%，商品粮调出数量由1280万吨增至15000万吨。主销区和产销平衡区巨大的粮食产需缺口均高度依赖于主产区的生产供给。

　　主产区经济社会及粮食可持续发展面临诸多困境

　　多年来，虽然国家不断加大对主产区发展的支持力度，但由于粮食生产对区域经济社会发展的贡献度低，主产区大多数省份仍处于“粮食大省、经济穷省”的窘况之中。较为突出的表现在：一是经济发展相对滞后。1980-2020年，主产区GDP增长204.14倍，成就显著，但明显低于主销区286.66倍和产销平衡区234.96倍的GDP增幅。二是地方财政收入增长偏慢。自1994年税收制度改革至2020年，主产区地方财政收入增长38.64倍，明显低于主销区48.49倍和产销平衡区42.20倍的地方财政收入增幅。三是地方财政支出能力偏弱。1994-2020年，主产区人均财政支出能力与主销区和产销平衡区的差距均显著扩大。1994年主产区财政人均支出水平为269.3元，比主销区和产销平衡区分别低337.0元和32.6元；2020年主产区人均财政支出增长至13477.8元，但与主销区和产销平衡区的差距分别扩大到4022.0元和2686.8元。四是粮食生产促进农民收入增长的功能弱化。改革开放后，在国家政策支持下，粮食生产发展在农民收入增长方面发挥了重要促进作用。2010年，主产区13个省份中有6个省份农民人均可支配收入高于全国平均水平。此后，受国内外粮价倒挂冲击，粮食生产的增收作用减弱。2020年，主产区中仅有山东、辽宁、江苏三个省份农民人均可支配收入高于全国平均水平，黑龙江、吉林、河北等产粮大省的农民人均可支配收入由高于全国平均水平转变为低于全国平均水平。五是人口吸引力偏弱。1980-2020年，主产区人口增长了29.01%，明显低于主销区103.20%和产销平衡区43.64%的人口增幅。尤其是进入21世纪后，随着主产区人口的大量流出，劳动能力较强的中青年人口和男性人口占比下降，劳动力较弱的老龄人口和妇女留守人口占比增加。上述方面问题的存在，均不同程度影响着主产区粮食生产可持续发展根基的稳固，亟须通过健全主产区利益补偿机制加以解决。

　　健全主产区利益补偿机制的思路

　　健全主产区利益补偿机制，应加强顶层设计，明晰政策目标，坚持贡献与补偿相匹配，加大补偿力度，完善补偿保障机制。

　　加强顶层设计。健全主产区利益补偿机制，涉及中央和地方、主产区和非主产区、生产和消费、市场与政府等方方面面，需坚持一体设计、统筹协调、综合推进，确保政令一致，防止顾此失彼或政策内耗。

　　明晰政策目标。从国家粮食安全利益、区域经济社会发展利益和区域生态利益等多维度综合评估主产区粮食生产的贡献价值，坚持贡献与补偿相匹配、补偿与粮食根基巩固相适应的原则，确立明晰的政策目标和时限，力戒将“合理补偿”“尽快实现”类政策原则虚化为政策目标。

　　健全中央和地方共同承担机制。现阶段，仅靠中央财政难以实现让主产区种粮不吃亏、得实惠的目标，必须建立由中央和受益地区共同负责的补偿机制。在补偿总体目标确定下，明晰划分中央财政和受益地区各方应承担的补偿责任。对于中央财政所承担部分，由国家通过健全资金保障机制，确保补偿资金足额到位。同时，对存在粮食产需缺口的地区，由国家按受益规模确定补偿标准和统一归集补偿资金，按贡献度对主产区进行补偿。

　　健全主产区经济发展助推机制。主产区粮食生产根基的巩固，以及其经济社会发展滞后状况的改变，既要靠利益补偿机制“输血”，也要靠其经济提速增效增强自身“造血”功能。国家应在健全主产区利益补偿机制的同时，加大力度健全主产区经济发展助推机制。一是支持主产区率先建成农业强省。鼓励主产区加强现代农业建设，进一步夯实粮食生产根基，并利用粮食等农产品生产优势，加快一二三产业融合发展，做强产业链，提升价值链，在建设农业强国中走在前列。二是支持主产区加快经济转型升级。鼓励主产区“弯道超车”，抢占新技术应用制高点，大力发展节地节水高效集约的现代制造业和服务业，形成后发优势。三是支持主产区提升现代基础设施建设水平。加大对主产区现代基础设施体系建设的支持力度，增强区域发展吸引力和竞争力。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）