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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）

新型举国体制助力科技自立自强******

　　作者：白俊红、陈新、郭进（南京师范大学商学院）

　　科技创新是推动国家富强与民族复兴的核心动力。在激烈的国际竞争中抢占高地、掌握话语权，归根结底要依赖关键核心技术的攻关和突破。相较于一般的技术创新，关键核心技术的研发往往是“难啃的硬骨头”，不仅涉及要素的协调配置、研发团队的通力合作，离不开党中央的统一领导和政府相关部门的有力引导，甚至需要举全国之力。党的二十大报告指出，要完善党中央对科技工作统一领导的体制，健全新型举国体制，强化国家战略科技力量，优化配置创新资源。当前，面对新一轮科技革命和产业变革的历史机遇与挑战，充分利用新型举国体制强大的资源调配能力与组织动员能力，实现核心技术创新领域的关键性突破，从而助力科技自立自强已迫在眉睫，需从多个角度精准把握、积极推进。

　　新型举国体制应新时代而生

　　我们党历来重视科技创新的发展及技术进步引领下的经济增长。新中国成立后，为适应当时创新资源匮乏、科技基础薄弱的历史条件，我国积极在全国范围内统一调配资源，在国防、航天等重大领域取得了举世瞩目的成就。而随着研发资源的不断积累和人才队伍的迅速扩张，以及市场在资源配置中的决定性作用日益凸显，我国科技创新的大环境已然发生变化。探索新时代下契合我国科技创新大环境的新型举国体制，是对传统举国体制的继承与创新，亦是我国协调资源攻坚克难、化解矛盾着力创新的必然选择。

　　第一，明确市场机制的决定作用。新型举国体制继承了传统举国体制所体现出的强大制度优势，牢牢握紧“统一指挥、高效动员、协同攻坚”的大旗，依然强调中央政府在国家重大技术突破中承担的引领和协调作用。世界经济形势风云变幻，举国体制的主体结构面临优化升级，亟须通过政府与市场的有效协作来实现技术突破，形成以有为政府为主导、有效市场相协同的创新局面。

　　第二，把握因事制宜的运行手段。我国“十四五”规划和2035年远景目标纲要明确指出，“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”。新型举国体制在传统举国体制的基础上，明确了举国体制的适用范围，以区分其在不同科技创新项目中的作用程度。概括而言，在关系国家重大利益的关键科技领域，强调发挥新型举国体制的主导作用；对于适宜分散式研发的科技创新项目，新型举国体制则保留个体创新的自主性。

　　第三，依托数字技术的全新力量。伴随新一轮科技革命和产业变革，我国的数字经济已取得长足发展，为工作协同、机制建设、政策执行等提供了重要的技术支撑。2021年10月，习近平总书记在十九届中央政治局第三十四次集体学习时指出：“要牵住数字关键核心技术自主创新这个‘牛鼻子’，发挥我国社会主义制度优势、新型举国体制优势、超大规模市场优势，提高数字技术基础研发能力，打好关键核心技术攻坚战，尽快实现高水平自立自强，把发展数字经济自主权牢牢掌握在自己手中。”数字经济能够打破时空限制，有力推进组织动员与资源调配，无疑是保障新型举国体制运行效率和长期发展的重要“法宝”。

　　以有效市场合理配置为抓手

　　习近平总书记在中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会和中国科协第十次全国代表大会上强调：“要推动有效市场和有为政府更好结合，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，通过市场需求引导创新资源有效配置，形成推进科技创新的强大合力。”创新资源市场化配置是新型举国体制下实现关键核心技术突破的重要基础，同时也是实现科技自立自强和建成社会主义现代化强国的重要保障。市场对创新资源配置的影响体现在要素流动、产权保护、价格稳定和市场运作等方面，构建适宜新型举国体制的创新要素市场化配置机制，有助于提高创新资源配置效率，着力实现关键核心技术突破。

　　创新资源的有效配置也是实现技术需求和创新供给有效对接，推动产业链和创新链深度融合的关键环节。习近平总书记指出：“要围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链，推动经济高质量发展迈出更大步伐。”新型举国体制下实现关键核心技术的突破，需要重视核心技术与产业发展的紧密关系，重视市场机制在其中的重要作用，推动研发要素向产业链上具有更高生产率的企业与部门流动。同时，鼓励企业以市场需求为导向，充分利用市场在核心技术突破和产业转型升级中的关键作用，强化关键研发成果的转化应用。

　　一直以来，政产学研金之间的协同创新，不仅在中微观层面推动了产业升级与企业转型，更在宏观层面被视作充分发挥中国特色社会主义制度“集中力量办大事”的显著优势、形成自主创新体系的着力点。推动建设新型举国体制，要围绕对国家发展和经济安全具有重大战略意义的科技创新领域进行统筹布局，推动行政机制和市场机制深度融合，充分激发和提升政产学研金各类主体的创新活力与协同效率。在新型举国体制下，市场机制赋予协同创新以全新的运作逻辑，必须利用好市场这只“看不见的手”，加快发展政府特设机构主导的协同创新、大型央企和头部民营企业主导的协同创新以及国家级科研机构主导的协同创新等模式，推动关键核心技术研发实现里程碑式跨越。

　　以有为政府统筹领导为保障

　　习近平总书记在中央全面深化改革委员会第二十七次会议上强调，健全关键核心技术攻关新型举国体制，要加强党中央集中统一领导，建立权威的决策指挥体系。加快构建新型举国体制，党中央的统一领导是核心生命力，有为政府的统筹领导与有效决策是根本保障。在充分发挥市场机制在资源配置中的决定性作用的同时，仍需有为政府的科学统筹与顶层设计，以形成新型举国体制下科技创新发展的强大助力。

　　一是统筹资源配置。通过对人才、资金等资源的全局配置，在充分激发市场主体活力的同时，平衡利益分配，不断完善组织管理制度，有力发挥在科技创新领域中“集中力量办大事”的制度优势，着力提升组织动员能力与宏观调控效率。在整体规划部署下，将科技创新战略与研发资源的市场化需求、企业的核心技术攻关方向有机结合，从而更好落实创新驱动发展战略，实现高水平科技自立自强。

　　二是科学简政放权。全局规划、统一调配不是行政制度的弃“简”从“繁”。新型举国体制下，深化政府部门改革，合理压缩相关行政审批，及时为市场及企业减负。务实有效的简政放权将激发各类创新主体的活力与动力，形成各部门各领域协同的良好局面，凝聚起新型举国体制下关键核心技术攻坚所需的人力、物力、财力等各项资源。

　　三是重视要点规划。关键核心技术突破要科学谋划。习近平总书记指出：“要加强战略谋划和系统布局，坚持国家战略目标导向，瞄准事关我国产业、经济和国家安全的若干重点领域及重大任务，明确主攻方向和核心技术突破口，重点研发具有先发优势的关键技术和引领未来发展的基础前沿技术。”在具体政策制定时，应当综合考虑科技创新项目的整体发展方向与近期亟须攻克的重点任务，优先聚焦国家当前重要战略需求，精准实施，重点突破。这就要求以新型举国体制为抓手，筛选若干关键核心技术创新对象，对重点项目进行持续跟进，切实提高关键领域自主创新能力，提升国家创新体系整体效能。

　　（本文系国家社科基金重大项目“新型举国体制下技术突破的市场机制和政策路径研究”（21&ZD122）阶段性成果）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）