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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）
东西问 | 易华：“西风东渐”，人类东西方交流如何走出“青铜之路”？******
中新社北京1月5日电 题：“西风东渐”，人类东西方交流如何走出“青铜之路”？
——专访中国社会科学院民族学与人类学研究所研究员易华
中新社记者 孙自法
两千多年前张骞出使西域，开辟了影响深远的丝绸之路；丝绸之路开通之前，东西方交流交往有没有一条通道？会是什么样的通道？
中国社会科学院民族学与人类学研究所研究员易华认为，丝绸之路开通之前东西方就存在一条广泛交流的青铜之路，是青铜之路诱发了丝绸之路。青铜之路如何诱发丝绸之路并推动东西方文化交流的？易华研究员近日在北京接受中新社“东西问”独家专访，对此进行分析解读。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：青铜之路是如何形成的？青铜之路和丝绸之路相比较，两者各有什么特点？相互间是何关系？
易华：考古研究表明，欧亚大陆公元前三千纪开始进入青铜时代，起源于环黑海地区的青铜技术随着人群迁徙向周边传播扩散，并且同羊与羊毛、牛与牛耕、马与马车等技术传播密切相关，最终形成一条联结东西方交流交往的路径，我们称之为“青铜之路”。
青铜之路将欧洲和东亚纳入上古世界体系，丝绸之路又加强了东亚与中亚、南亚、西亚、欧洲的联系。大体来说，丝绸之路主要是一条由东向西的技术与文化传播之路，是“东风西渐”；青铜之路则主要是“西风东渐”，是一条由西向东的技术与文化传播之路。青铜冶铸技术，对东方来说是“引进吸收再创新”，并在商周时期发展形成青铜礼器制作巅峰。
在中国国家博物馆展出的商周后母戊鼎。商后母戊鼎是已知中国古代最重的青铜器，是商周青铜文化的代表之作。侯宇摄两者先后相继而方向相反，正是青铜之路诱发了丝绸之路，然后丝绸之路取代青铜之路。青铜之路证明中国吸收了诸多先进要素，丝绸之路表明中国对人类作出独特贡献。只有将丝绸之路与青铜之路相结合，才能全面系统地理解欧亚大陆文化交流与互动历程及其文明形成过程。
中新社记者：您刚才提到青铜之路将欧洲和东亚纳入上古世界体系，这是一个怎样的世界体系？古代中国在该体系中占据什么地位？
易华：考古和历史研究表明，人类社会经历过三个或三类相似又互异的世界体系，分别称之为现代世界体系(约公元1500年至今)、中古世界体系(约公元初年—公元1500年)和上古世界体系(约公元前3000年—公元初年)。
英国考古人类学家安德鲁·谢拉特(Andrew Sherratt)提出青铜时代世界体系概念，认为史前中国是一个相对独立自主的文化体系，是欧亚大陆世界体系中半分离组成部分。最新研究表明夏商周三代中国已经进入到青铜时代世界体系：夏代东亚处于当时世界体系的边缘，但到了商周时期，中国就已发展成为东亚文化中心。安阳殷墟是青铜时代世界性都市，可与同时代西亚赫梯王国首都哈图沙和北非埃及新王国首都底比斯媲美。古巴比伦、古埃及、古印度和古中国四大文明古国，实质上就是青铜时代世界体系四大中心。
河南安阳殷墟出土的商代最常见的冷兵器铜戈。王中举 摄青铜是公认文明标志之一，青铜冶炼制造技术大同小异，青铜工艺或青铜器却百花齐放因时因地各具特色。中国历史上，青铜也是继彩陶、玉器之后第三波艺术浪潮。其中青铜工具、兵器、车马具和装饰品与中亚、西亚一脉相承，体现青铜时代世界体系的共同性；而青铜礼器则大都模仿陶器如鼎、鬲、甗、豆、尊、盉、壶、盘又有所创新，继承了东亚独特礼乐传统。先秦时青铜礼乐器空前繁荣，青铜铃、铎、铙、钟、镈、钲、鼓、錞于齐全。曾侯乙编钟就是空前绝后的代表。如果说环黑海地区是青铜艺术初澜，传入西亚、北非是第二波，普及中亚、东亚就是第三波高潮。商周时期青铜艺术波澜壮阔，表明东亚已经是青铜时代世界体系中心地区。
中新社记者：青铜时代世界体系中，东西方文明如何通过青铜之路交流互鉴？东方的玉崇拜和西方的金崇拜之间有何互动影响？
易华：东亚新石器时代可以称之为玉器时代，中国玉器已有近万年历史，红山和凌家滩、良渚文化堪称中国玉文化高峰，玉文化是中国文化独特底色。而在西方，西亚及附近地区金崇拜亦源远流长，青铜时代以黄金为标志的青铜游牧文化广泛传播；金不仅是西方文化象征，亦变成了欧亚文明共性。通过青铜之路，本土起源玉石文化与外来金属文化融合形成中华文化“玉魂金魄”双螺旋特征，谱写出一曲辉煌灿烂的“金玉交响曲”。
在中国国家博物馆展出的良渚文化的玉琮。田雨昊 摄随着青铜时代到来，黄金开始出现于中国，其后发展传承至汉唐盛世时，金玉已结下不解之缘，汉语中有很多包含金玉的词语，如金声玉振、金缕玉衣、金玉满堂、金口玉牙、金风玉露、金枝玉叶、金科玉律、金玉良缘……这种影响一直持续至今并且还将持续下去，2008年北京奥运会、2022年北京冬奥会上，奥运奖牌“金镶玉”设计就是典型东西文化融合延续。
某展览展出的2008年北京奥运会“金镶玉”奖牌。田雨昊 摄中新社记者：您对齐家文化研究颇为深入，请问齐家文化在东西方文化交流的青铜之路上有何重要意义？产生的影响有哪些？
易华：从冶金考古、植物考古、动物考古、卜骨决策、陶器、玉器和墓葬等方面对齐家文化与二里头文化进行系统比较，可知两者时空接近性质又大同小异，因此可以得出这样的推论：如果二里头文化是晚期夏文化，齐家文化就是早期夏文化；如果二里头文化是商文化，齐家文化就是夏文化。
从地理视角看，齐家文化分布于东西交流要冲，正是三大高原结合部或过渡地带，有山有水有草地宜农宜牧；生态多样性为孕育或接受文化多样性提供了条件。同时，齐家文化也位居东亚季风尾闾地带，夏季降雨与融雪重叠容易造成洪水，而神话传说中大禹治水积石山、合黎山、鸟鼠山、渭水、黑水或弱水等均位于齐家文化分布区。
中国国家博物馆展出的新石器时代至夏时期齐家文化的玉壁。视觉中国供图齐家文化玉器璧琮组合源自新石器时代，刀戈组合和圭璋组合始于青铜时代。玉刀和玉璋主要流行于夏代，是夏代文化标志，亦是齐家文化特色。自三代到秦汉，主要礼器形制正是基于齐家文化玉器造型。三代青铜戈矛刀斧镞来自大西北，齐家文化在青铜之路上承担着连接东西的重任。此外，齐家文化时代洞室墓、男女合葬和火葬开始流行，墓葬形式明显多样化：既继承了东亚新石器时代的墓葬传统，又引进了中亚甚至西亚和东欧的墓葬形式，集欧亚墓葬文化之大成。
总体而言，齐家文化年代上与夏代纪年相当，既是中国国内东西部民族与文化交流的结果，也是东亚传统文化与中亚西来文化相结合的产物。青铜之路和丝绸之路都穿过齐家文化分布区，见证着东西文化在这里交流融合发展。因此，齐家文化是上古世界体系重要组成部分，不仅标志着东亚进入青铜时代，也奠定了华夏复合文明基调。
中新社记者：从青铜之路到丝绸之路，古代东西文化交流连绵不绝，对中华文明形成发展、中华民族性格塑造有哪些深远影响？
易华：中国有个成语叫“化干戈为玉帛”，也与青铜之路东西文化交融有关。以“玉帛”为特色的定居农业礼乐文化起源于东亚，以“干戈”为象征的青铜游牧文化来自中亚，两者代表着“祀与戎”有机结合形成中华文明。
河南安阳殷墟妇好墓出土的玉援青铜内戈。视觉中国供图夏朝建立之前，东亚大地以定居农业为经济基础，玉帛古国林立，包括辽宁牛河梁、安徽凌家滩、浙江良渚、湖北石家河、陕西芦山峁、山西陶寺遗址等，都是玉帛古国遗存。其中，石峁遗址表明，随着青铜之路东西文化交流深入推进，中华文明在新石器时代定居农业经济文化基础上吸收青铜游牧经济文化形成复合文明，古代中国从玉帛古国进入干戈王国，“金戈铁马”的青铜游牧文化直接参与建构华夏文明，并推动中华民族形成“玉帛”“干戈”双重性格。
“玉帛”是礼乐文明，象征软实力；“干戈”是王国文明，标志硬实力；化干戈为玉帛，则是软硬结合彰显中华文明的特色巧实力。中华文明是刚柔相济的复合文明，具有顽强生命力。在夏商周三代，中国西北是开放前沿，是东西方文化交流和南北文化融合的核心区，进而发展成为欧亚大陆心脏地带和古代世界历史地理枢纽。
从青铜之路到丝绸之路，再到今天的“一带一路”建设，中华文明传承发展一直延续着伟大的开放包容性，秉持“他山之石可以攻玉”的理念，不断吸收、融合优秀外来文化而充实、丰富中华民族自身文化，促进“美美与共、世界大同”，于世界体系中推动构建人类命运共同体。(完)
受访者简介：
易华，中国社会科学院民族学与人类学研究所研究员，长期从事游牧与农耕民族关系史研究，致力东西交流与华夏文明形成研究，试图阐明青铜时代世界体系与中国之诞生，发表《青铜之路：上古西东文化交流概说》《从万里长城到避暑山庄——中央王朝与游牧民族关系模式的转换》《青铜时代世界体系中的中国》等论文，代表作《夷夏先后说》(专著)化解了中国文明本土起源说与外来传播说的矛盾，《齐家华夏说》(专著)探索了华夏文明形成过程。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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