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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）

体重突然增加？有可能是因为睡眠不足******

为什么明明感觉没多吃却胖了？

为什么辛辛苦苦跑步、跳操、跳绳

体重却一点没有下降？

是不是经常问自己

到底是哪个环节出了错

现在，请认真回想一下

最近是不是熬夜了

是不是手机、电视剧太好看了

导致你睡得一天比一天晚

如果是的

那么，你减肥失败、体重增加

有可能是因为睡眠不足

　　为什么睡得少会长胖？

　　睡眠不足会降低基础代谢。研究显示，如果熬夜一整晚不睡，第二天的基础代谢会下降5%，进食后的代谢率会降低20%，从而导致代谢消耗量减少。长时间睡眠不足还会使身体出现疲劳乏力、精神萎靡等症状，久而久之会影响到胰岛素的分泌，也会抑制脂肪的分解，从而出现身体发胖的现象。

　　睡眠不足影响激素分泌。北京大学人民医院（呼吸）睡眠医学科主任医师董霄松表示，睡眠不足皮质醇就会继续保持较高的分泌水平，这种分泌异常可能会导致暴饮暴食。还有研究发现睡眠不足导致超重与肥胖的发生，可能与瘦素、胃饥饿素之间的平衡被打破有关。睡眠时间不足会降低血清瘦素水平、升高胃饥饿素水平，增加饥饿感及食欲，增加胆固醇、饱和脂肪酸的摄入量。

　　睡眠不足会让人的食欲增加。数据显示，睡眠不足的人，每天吃的食物总热量要比那些睡眠充足的人高出22%！这可能是因为睡眠不足，会减弱大脑额叶的活动，进而会减弱我们的自控力，受食物的干扰会更加明显，也就更容易暴饮暴食。

图源：摄图网

　　长期睡眠不足对身体有什么影响？

　　内分泌紊乱。睡眠时间是分泌很多重要激素的黄金时间，如甲状腺激素、性激素、褪黑素等。

　　甲状腺激素水平过低，会导致皮肤变得干燥粗糙，影响体温调节，导致黏液性水肿等。性激素分泌不足，会让肌肤状态变差，女性卵巢囊肿、子宫内膜异位、子宫肌瘤、乳腺增生等妇科疾病的风险也会增加。褪黑素是身体抗氧化的重要激素，如果褪黑素无法分泌，可能会导致人体早衰。

　　阻碍人体代谢。晚上9点至凌晨1点是人体免疫系统最关键的时间，在睡眠状态下，吞噬细胞会主动吞噬坏死组织，进行新陈代谢，将坏死的组织、代谢产物排出体外。如果这段时间没有良好的睡眠状态，就会影响自身代谢。

　　降低免疫力、损害大脑。睡眠不足会降低白细胞吞噬能力，导致身体免疫细胞发生异常。免疫系统无法正常工作，身体就无法对细菌、病毒、癌细胞等进行抵抗，让疾病趁虚而入。同时，睡眠不足也会损伤人体认知功能，使人健忘、精神恍惚、注意力难以集中，对学习工作效率有非常大的危害。

　　怎样才能拥有高质量睡眠？

　　每个人的最佳睡眠时间不同，有的人睡觉6小时，一天都可以精力充沛。有的人必须睡满8小时，不然就无精打采。找到适合自己的最佳睡眠时间，每天按照习惯入睡，有利于提升睡眠质量。

图源：沧州市人民医院资讯号

　　晚上不宜大量吸烟饮酒。研究发现，成人饮酒与睡眠时间减少存在相互作用，增加了血糖异常的风险。吸烟的人，特别是在夜间吸烟的人，睡眠潜伏期更长，觉醒次数更多，睡眠质量更差，睡眠时间更短。建议不吸烟、限制饮酒，特别是在将要睡觉的时候，以获得健康的睡眠和最佳的代谢调节。

　　睡觉前2个小时不宜进食。因为在进食后，会引起胃部的血液循环增加，其他组织器官也会受到影响。特别是会刺激大脑，使得大脑出现兴奋症状，导致不能很快进入睡眠状态。

　　营造良好的睡眠环境。入睡时，卧室的温度和湿度要适当。卧室还要保持良好的卫生清洁状况，保证空气流通顺畅。夜晚要保持安静，拉上窗帘，使用舒服的助眠用品，缓解焦虑和压力。舒心的睡眠环境，有助于深度睡眠。

　　固定睡眠时间。每个人都有自己的生物节律，找准自己的生物钟，才能获得高质量睡眠。到底应该几点睡觉没有统一标准，不过，一般建议大家晚上10～11点入睡。可以设置个睡眠闹钟，每天晚上提醒自己“到点啦，该睡觉啦”！

　　参考资料：

　　睡眠不足不规律，可能真的会让人发胖[N]. 科技日报,2022-08-17(008).

　　睡眠不足或增加肥胖风险Nature子刊总结的改善睡眠几大策略[J].科学大观园,2022(22):34-35.

　　科普中国、健康时报、萧山疾控、沧州市人民医院资讯号等

　　整理：刘雪洁

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）