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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）

防二次感染？维护免疫力不能缺少维生素A！******

　　目前，全国各地陆续迎来感染高峰，有的人症状相对比较轻微，而有的人则戏称遭受到“新冠十大酷刑”，症状十分严重。感染症状的轻重，除了与毒株有关外，与每个人的免疫力强弱不同也有关。免疫力强的人更不容易出现危重症，痊愈后出现后遗症的概率也相对小。而维护免疫力，促进康复，避免二次感染，都离不开维生素A的帮助。

　　维生素A有促进上皮细胞的生长和分化的作用，对促进黏膜细胞增生，维持黏膜屏障的完整性有重要作用。

　　而黏膜是免疫系统的第一道防线，保持体内维生素A充足，有助于加固这道防线。

　　维生素A的食物来源有两类：一是植物性的，二是动物性的。

　　植物性食物中，绿色或黄色蔬果如菠菜、韭菜、豌豆苗、苜蓿、青椒、红薯、胡萝卜、南瓜、杏、芒果中含β-胡萝卜素较多，进入体内后会转化成维生素A。

　　动物性食物中，动物肝脏、鱼肝油、牛奶及蛋类中含量较高，是维生素A的良好来源。

　　成人维生素A的需要量为男性800微克RAE/天，女性700微克RAE/天。

　　补充维生素A，给大家推荐以下三种食物——

　　推荐一：猪肝

　　猪肝维生素A含量为4972微克RAE/天，含量非常丰富。

　　要注意的是，用爆炒的方法烹动物内脏存有一些风险，因为爆炒的过程中可能加热不够充分，没有足够高的温度和时间杀灭肝脏里的寄生虫，而用煮的方法相对更安全。煮的时间尽可能延长，要把猪肝煮烂，烂一点还有利于消化吸收。

　　如果喜欢炒食，切忌“快炒急渗”，更不可为求鲜嫩而“下锅即起”。要做到煮熟炒透，使猪肝完全变成灰褐色，看不到血丝才好，以确保食用安全。

　　在食用量上，也不要过多食用猪肝，以免维生素A中毒，一般成人可以每月食用动物内脏2-3次，每次25克(生重)。由于猪肝的胆固醇和嘌呤含量比较高，有忌口的慢性病患者慎吃。

　　推荐二：菠菜

　　菠菜富含胡萝卜素，同样可以在体内转化为维生素A。

　　食用菠菜，烹调前注意一定要焯水1分钟，这样草酸可以被焯掉60%-70%。

　　关于吃菠菜的量，建议大家一周不超过三次，一般情况下一次可以吃200-300克(生重)。一顿饭炒一盘菠菜，然后一周隔一两天吃一两次，可以热炒，可以煮，可以焯水后凉拌，本着清淡的原则去做都可以。

　　推荐三：胡萝卜

　　胡萝卜是胡萝卜素的良好来源。烹调时用油作为载体，能使胡萝卜的营养吸收率更高。

　　一般来说，炒一盘胡萝卜最大的用油量约10毫升，也就是一汤勺的量。如果不用油的话，同餐有肉类等含有脂肪的食物也可以。

　　文/于康(北京协和医院临床营养科教授)

　　◎知识链接◎

　　补充维生素C，别只知道柠檬这一种了！

　　虽然对维生素C能否防治感冒尚无确证，但毋庸置疑的是，对于维生素C摄入不足的人群来说，补充维生素C的确有提高机体免疫力的作用。如果长期缺乏维生素C，会让免疫系统的重要细胞——吞噬细胞的功能受到影响，人更容易感冒，也更容易出现倦怠、全身乏力等情况。

　　疫情期间，朋友们更要注意维生素C的补充。对于一般成人来说，维生素C的日常摄入量为100毫克/天，预防非传染性慢性病摄入量为200毫克/天。

　　如果饮食中的维生素C摄入不足，可以在医生指导下，通过服用维生素C补充剂来补充。

　　不过，补充维生素C并非越多越好。超大量服用维生素C不仅不会提高吸收率，还有可能增加患结石的风险。因此，服用补充剂时要遵医嘱，切勿超量。

　　补充维生素C最好的办法是吃蔬菜水果，只要是新鲜的，都是维生素C的良好来源。越新鲜，维生素C保留得越好。水果方便食用，不用加热，维生素C不会额外损失，下面推荐三种富含维生素C的水果。

　　第一种：鲜枣

　　在常见的水果中，鲜枣的维生素C含量名列前茅，高达243毫克/100克，差不多是苹果的60倍，梨和西瓜的40倍，桃的30倍，柠檬的10倍。

　　吃鲜枣时注意，一定要慢慢地咀嚼着吃，要把外面的皮嚼碎嚼烂了再吃进去。否则，由于枣皮在胃肠道消化较慢，如果吃得太快，可能会引起胃肠道不适。

　　在食用量上，一般成人可以每天用手抓一小把，抓多少就吃多少。鲜枣含糖量比较高，糖尿病患者慎吃。

　　第二种：猕猴桃

　　猕猴桃的维生素C含量高达62毫克/100克，吃一个普通大小的猕猴桃，可以满足一天维生素C需要量的1/2。普通人一天吃约400克的绿叶菜再加一个猕猴桃，基本就满足了一天的维生素C摄入量了。

　　除了富含维生素C，猕猴桃还含有较高的膳食纤维和维生素E、K等，对防治便秘、减肥和美容有一些帮助。

　　常见的猕猴桃有红心、黄心、绿心三种，很多朋友不知道哪种猕猴桃营养价值更高，其实都差不多，三种猕猴桃营养价值差别不大，大家按照喜好选择即可。

　　第三种：草莓

　　草莓酸酸甜甜，被称为“果中皇后”，深受大众的喜爱。实际上，草莓不仅口感美味，营养价值也特别好。

　　每100克草莓中含58.8毫克维生素C，远远超过苹果、梨等水果。草莓还含有丰富的β-胡萝卜素，β-胡萝卜素是合成维生素A的重要物质，具有维持正常夜视力、保护皮肤等多种作用。

　　草莓果质娇嫩，不易洗净，建议在自来水下用流动水冲洗30秒，浸泡几分钟，然后再用流动水冲洗一下。

　　文/于康(北京协和医院临床营养科教授)

　　(北京青年报)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）