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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）

航空货运持续发力******

　　图表数据来源：中国民航局

　　制图：张芳曼

　　核心阅读

　　近年来，我国航空货运克服不利影响，持续发力，实现稳步复苏，货运保障能力显著增强。面向未来，要坚持规划引领，打造优质高效的服务体系、建设先进完备的保障体系、构建精准协同的治理体系，加快推动我国航空货运做大做强。

　　生鲜超市里，美味的波士顿龙虾颇受欢迎，它们来自上万公里之外，为何能保持鲜活不减？答案就藏在一架架货运航班里——

　　60余吨刚出水的波士顿龙虾，被小心装进东方航空产地直达货机的恒温箱，从美国运往中国。隔日，这批龙虾就抵达上海江阳海鲜批发市场。“从产地到餐桌，最快36小时，消费者就能享用来自大洋彼岸的美味。”东方航空物流股份有限公司副总经理王建民说，岁末年初是生鲜进口的旺季，相关货运量快速增长。

　　东航的产地直达航班，是我国航空货运快速发展的缩影。近年来，在全球航空运输面临巨大冲击的背景下，我国航空货运持续发力，克服重重困难，取得来之不易的好成绩。2021年，全国民航货邮运输量增速触底反弹，实现由负转正；初步统计，2022年，全国民航货邮运输量达607.6万吨，恢复至2019年的80.7%；2022年前三季度，国际航线完成货邮运输量198.2万吨，已恢复至2019年同期的106.1%。

　　面对外部环境不确定性，航空货运怎样作出应变、展现韧性？面对民航业自身长期以来的“重客轻货”格局，航空货运如何练好“内功”、补齐短板？记者进行了采访。

　　稳步恢复，我国航空货运势头正劲

　　2022年11月27日凌晨4时许，一架顺丰全货机从深圳降落湖北鄂州花湖机场，2小时后启程返航。这一落一起，标志着我国首个专业货运机场货运航线开通运行，此后还将开通更多全货运航线。

　　中国民航局有关负责人介绍，在全球民航业遭遇疫情巨大冲击的情况下，我国航空货运率先实现触底反弹。目前，我国航空货运市场稳步恢复，货运保障能力显著增强。

　　——货运规模增长明显。

　　上海机场集团航空物流发展公司副总经理孟迅介绍，自2022年4月份短暂探底后，浦东机场货运航班和货邮吞吐量快速回升，9月份以来，保障货量日均达到9745吨，同比增长4.91%，有27天日货量突破1万吨，较前期增长明显。

　　“近年来，郑州机场货运量迅猛增长，从2012年的15.1万吨跃升至2021年的超过70万吨，成功跻身全球货运机场40强。”河南机场集团航空物流研究院院长常晓涛说。

　　——货运网络更趋完善。

　　“浦东机场货运航线网络覆盖全球48个国家和地区，承担了境内机场约四成的出入境货运量。”孟迅说，上海机场集团正采取多种措施支持航司恢复、新增、加密浦东机场货运航线，每周已有逾1600个货运航班（含客改货航班）在运营。

　　民航局有关负责人介绍，目前我国每周完成国际货运航班约5000班，已通达全球53个国家的120多个城市，航线网络和通达能力加快恢复。

　　——配套政策不断加强。

　　“以前货运安检单、危险品鉴定证书等都要打印并盖章，然后送去机场柜台，如今全程电子化，货物通行时效提升20%。”常晓涛介绍，郑州机场是航空电子货运试点机场，已实现机场、航司、货代企业、货主之间物流信息互联互通。

　　跳出一域看全国，民航局高度重视航空货运发展，成立促进航空物流业发展工作领导小组，并出台《“十四五”航空物流发展专项规划》，着力推动航空货运补短板。近年来，民航局持续推进智慧物流建设、增加货运航班时刻供给、提高货运航班审批效率、简化货运航线经营许可手续，强化了航空货运的顶层设计和关键资源供给。

　　长远谋划，发展航空货运，建设交通强国

　　“大力发展航空货运是建设交通强国的重要内容，对民航业自身高质量发展和服务国家战略需求都具有重要意义。”民航局有关负责人说。

　　从短期看，发展航空货运能有效改善企业经营效益。

　　“平时货运主要靠客机腹舱带货，之前客运航班一度减少，我们就把客机改装为货机，有效利用闲置运力。”南方航空物流股份有限公司销售部副总经理李宁介绍，公司不断优化“客改货”航班，2022年共执行超9000多班“客改货”航班，运输货物近17万吨。

　　2021年，南航、国航、东航这三大航空公司货运收入达到总收入的12.88%—19.6%，远高于2019年的3.17%—6.13%。不少航空公司表示，扩展货运业务有效帮助公司减压力、增效益，增加了现金流，改善了经营业绩。

　　从长期看，发展航空货运将推动民航业补短板。

　　“截至2022年10月底，我国全货机数量为215架，占民航运输机队的5.2%。总体看，货运航班数量、国际货运航线网点较少，保障能力较弱。”民航局有关负责人表示，加快航空货运补短板，推动从“重客轻货”向“客货并举”转变，才能提升民航业整体的服务能力、保障能力、国际影响力和竞争力。

　　从全局看，发展航空货运将更好保障产业链供应链安全。

　　“以前，我们在海外没有自己的保障点，一旦供应链遭遇波动，海关清关、地面派送等环节都容易延误，甚至导致货运中断。”常晓涛介绍，2021年郑州机场在匈牙利设立海外货站，物流改善效果非常明显，当年运送货物2.2万吨，2022年仅前9月就达到2.8万吨，全年完成3.7万吨。

　　据介绍，海外货站不只是建立货仓，更重要的是实现信息系统互通、海关规则互认，并实现卸货、理货、报关等服务自主运营，最终形成自主可控的国际产业链供应链安全保障能力。

　　面向未来，推动航空货运做大做强

　　2022年11月23日，一场超大型全货机飞行秀在投运不久的郑州机场北货运区上演。短短10小时，3架超大型全货机接连起降，满载数百吨货物飞向海外。

　　“为满足市场需求，我们新建了北货运区，建筑面积16万平方米，单体货库面积和货邮保障能力位居中部地区前列。”常晓涛说，北货运区设有冷链中心，并引入云计算、物联网、大数据等新技术和自动驾驶拖车、无人搬运叉车等新设备，是一座新型智慧货站。

　　面向未来，民航局有关负责人表示，要坚持规划引领，通过打造优质高效的服务体系、建设先进完备的保障体系、构建精准协同的治理体系，加快推动我国航空货运做大做强。

　　——加大投入，完善硬件支撑。

　　不久前，浦东机场西货运区智能货站工程破土动工。新货站建成后，将实现货物处理系统自动化、货物安检流程化、建筑设施智能化，大幅提高处理效率。

　　民航局有关负责人介绍，过去5年，航空货运基础设施建设取得积极进展，新增航空货运能力600万吨以上。下一步，将加强航空货运设施规划建设指导，初步统计，目前至2023年上半年在建或争取开工的枢纽机场新建、改扩建项目中，货运设施规模已超过100万平方米、货运机坪约200个，相关投资超过120亿元。

　　——整合链条，优化服务流程。

　　为实现“门到门”的转变，商舟物流拓展多种运输方式，畅通物流“最先一公里”和“最后一公里”，即便在没有直航航班的情况下，仍可连接陆运、海运等实现灵活周转，为客户提供一站式、全流程的物流解决方案。

　　抓住时效优势，航空公司还不断加强流程标准化建设。南航物流升级推出快运产品，严格把控货物交运货站流程和到达提取流程等时间，有效压缩交货时长。“我们还给快运货物贴上特别标识，实现物流节点全程可查，方便提前准备分拣。如今，我们最快能提供24小时内从广东到新疆的上门快运服务。”南航物流市场部总经理林育华说。

　　——聚集资源，提升综合效能。

　　发展航空货运，获益的不仅是民航业本身，更能带来强大的产业聚集效应。

　　郑州航空港经济综合实验区电子信息产业产值已占河南省约八成，杭州临空经济示范区围绕萧山机场发展医疗健康等新兴产业，北京大兴国际机场临空经济区着力打造世界级商贸旅游综合体……依托一座座机场，越来越多产业新高地、创新聚集地不断涌现，为经济高质量发展和高水平开放注入新动能。（本报记者 邱超奕）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）