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）
动物史研究 的兴起与发展******
作者：陈怀宇（河南大学特聘教授）
动物史已经在国际学界引起了持续的关注。在2022年8月下旬波兰波兹南市举行 的第23届国际历史科学大会上，开幕式安排的主题发言第一场便 是“动物史和人类史 的交互演进”，强调“动物的主体性”“人类记录中 的动物”“动物 的展现”“野生和家养动物 的管理”四方面的研究。这充分说明了动物史研究 的重要性和前沿性。人类的生活离不开动物，人类历史 的发展也 是和动物共生的历程 。当然 ，从自然史 的角度而言 ，动物的历史要比人类 的历史久远得多。
进入人类世之后，人类 的活动范围不断扩大，而动物 的活动范围不断缩小，特别是启蒙时代以来 ，人类被视为万物之灵，地位凌驾于自然界的动物之上 。人口在二战后爆发式增长，工业化在全球迅猛发展，与之相伴随 的是自然生态环境 的恶化，地球上 的物种急剧减少，下一代能亲眼看见 的动物越来越少。这种危机促使学者从将动物看作是客体和资源使用转向思考与动物共存共生。当国际学界出现这样 的自觉意识之后，去人类中心主义的动物史作为一门新兴学问应运而生 。动物史试图从动物的角度，分析动物如何参与并塑造人类的社会生活 ，帮助人类重新定义自身。动物史也关注环境和生态危机，因此可以说是环境史 的延伸 。此外 ，与传统科技史主要将动物视为人类思考和研究的客体相比，动物史特别增加了关怀动物生存状况的伦理维度，因此为传统科技史增加了人文面相 。
近二十年来动物史研究蓬勃发展，但仍然面临很多挑战 。首先，动物史作为一门史学新兴领域，在史料 的选择和运用方面仍然存在很大局限，因为动物本身并无语言文字，也不能创造出图像材料 。人类对动物史的认识 ，必须仰赖自身创造的史料 ，包括语言文献 、视觉图像、传说和口述资料等 。因而历史学者在阐述史料中呈现的所谓动物 的声音和动物的能动性时要特别小心谨慎。
其次 ，目前动物史所探讨 的范围 ，很大程度上局限于与人类关系密切 的动物，特别 是脊椎动物和哺乳动物。这些动物长期以来被当作人类重要 的营养来源，在远古时期参与了人类历史进化 ，历史上也被用来制作皮毛用品 ，甚至成为人类精神和文化生活 的一部分 。人类从动物那里获得灵感，创造文学、艺术 ，再现动物。与人类关系密切的动物 ，如牛 、马等 ，留存下来的史料较为丰富，而相当多 的未驯化 的野生动物，如麋鹿等，古人与其接触不多 ，留存下来的史料较少 。甚至大熊猫这种现在大家广为熟知的动物，直到近代才引起广泛关注，古代的史料相当有限 。至于一些海洋动物 ，如鲸鱼、鲨鱼、海星等 ，古人也所知甚少，因而留下来的史料不多 。这些都给更为全面广阔 的动物史研究带来很多困难。
最后，动物史主要由欧美学者倡导，目前动物史研究并没有出现国际性学会和组织 ，在大学和研究院也没有学系和研究所等学科建制，仅在美国纽约大学等少数学校设立了以动物研究为主修的专门学位,完备性尚待时日 。
动物史虽然面临学科建制不成熟的挑战，不过也存在着发展机遇，出现了不少国际项目以及合作计划 。动物史研究 的论文也经常出现在一些期刊上，比如《社会与动物》等，这些期刊不仅仅限于动物史 ，大多是广义 的动物研究。此外，还有不少出版社出版动物史系列丛书。中文学界也将陆续推出一系列海外动物史重要论著 的中译本以及中国学者原创 的学术研究作品。显然，未来动物史研究将迎来发展新机遇。
动物史受到去欧洲中心主义 、去殖民主义 的影响 ，出现全球史研究的趋势 ，比如美国历史学家特劳特曼在其著作《大象与国王：环境史》中探讨了大象在埃及 、两河流域、印度、中国古代文明发展史上 的政治意义 ，特别是王室用大象进行祭祀、狩猎和展示来构建王权的象征性意义，以及大象在南亚和东南亚历史上所发挥的军事作用，甚至也涉及了大象在近东地区和欧洲作为战争工具的流布。
值得注意 的是 ，研究者近年来尤为关注亚洲 的动物史。历史上，来自中亚、南亚和东南亚的各民族通过丝绸之路，将一些动物作为贡品或者贸易物品带到东亚；基于亚洲历史上各国之间 的互动和交流，动物外交成为学者关注 的重点 。此外 ，欧美探险家、考古学家和收藏家在丝绸之路沿线的考古遗址和古代遗址中发现和收集了许多写本和铭文，这些丰富的文献以多种不同的语言写成，包括于阗语、中古波斯语、蒙古语、粟特语 、西夏语、藏语 、吐火罗语和突厥回鹘语等 。对这些文献中出现的动物进行研究 ，将帮助我们更全面地了解亚洲 的动物文化及其在塑造亚洲历史乃至更广阔的人类历史中所发挥 的作用。
关于亚洲动物史研究 ，除了上述关注重点，近年来欧美学术界还出现了一些重要作品 ，如耶鲁大学教授米哈伊尔的奥斯曼帝国埃及动物史 、荷兰阿姆斯特丹大学教授布姆加德 的马来世界猛虎研究等等。在一些学术会议和工作坊 ，也频频出现有关亚洲动物史的议题。越来越多 的研究亚洲地区的学者 ，无论研究文学 、历史还 是宗教 ，都开始重视动物研究，并将动物研究的新方法与文本分析的传统方法结合起来，以揭示动物在传统和近代亚洲经济以及社会文化生活中的地位、功能和角色。
动物史 的发展与人类的现实关怀紧密结合在一起 。未来的动物史研究应该继续拓展地理范围 ，从跨国和全球的视角 ，关注不同族群如何记录动物的活动及其对人类生活 的影响，从广度和深度上推进动物史研究进一步发展 。
随着科学技术的迅猛发展，从科技角度对人与动物之间的关系进行研究 ，近些年主要集中在人工智能和脑成像领域 。美国动物行为学家斯洛波奇科夫与计算机专家合作 ，通过一种人与动物之间的翻译器，将动物的声音 、脸部表情 、肢体动作译成人类能懂 的语言 ，实现人与动物更为密切 的情感交流 。而另一位美国学者伯恩斯则用脑成像技术试图理解动物的心理活动 。这些科技发展，可能会重新定义人与动物之间 的关系，同时也会给人类带来许多难以预料的挑战 。面对这些关涉人类社会发展的前瞻性议题 ，动物史 的研究将帮助我们更好地认识和思考人与动物的关系 ，保护生物多样性 ，为后世 的永续发展提供一个健康 的环境 。
《光明日报》（ 2023年01月09日 14版）
