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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）

吉林长春：汽车“摇篮”展现蓬勃生机******

　　吉林长春全力推动汽车产业高质量发展——

　　汽车“摇篮”展现蓬勃生机

　　日前，工信部公示第三轮先进制造业集群决赛优胜者名单，长春市汽车集群成功入围，成为东北地区入选的两个集群之一。

　　长春是新中国汽车工业发源地，汽车是长春第一支柱产业，产值占全市工业70%以上。可以说，长春这座城市与汽车集群发展血肉相连、命运与共。如今，汽车产业在长春越发展现出蓬勃生机与活力。

　　一汽红旗繁荣工厂生产线，工人们正在工作。本报记者　马洪超摄

　　培育产业新生态

　　在长春市西南方向，一个新能源汽车生产工厂——奥迪一汽新能源汽车项目正在紧锣密鼓建设中。该项目近日已完成暖封闭，建成投产后，这里将成为中国一汽在长春的第六大整车生产基地。

　　“奥迪一汽新能源汽车项目落户长春，是因为这里是中国最大的汽车生产地之一，拥有完备的基础设施和产业链条。”项目经理闫磊说。

　　60多年前，新中国第一辆卡车“解放”、第一辆小轿车“东风”、第一辆高级轿车“红旗”在长春下线，点燃了民族汽车工业的光荣与梦想。而今，这里已拥有红旗、解放、奔腾、大众、丰田五大整车企业，以及在建的奥迪一汽新能源整车工厂。2021年全市汽车产业集群产销整车分别为242.1万辆和240.2万辆，完成产值6142.8亿元，稳居全国“第一方阵”。

　　值得一提的是，一汽自主品牌汽车近年来快速发展。其中，红旗销量4年增长63倍，解放中重卡实现全球“五连冠”、重卡实现全球“六连冠”。

　　在中国一汽集团研发总院的自主品牌产品展示区，红旗E-QM5、H5、HS5、HS7、H9、E-HS9、H9+等车型品类丰富，高端变速器、大功率发动机、氢燃料电池等产品性能不断提升，让人啧啧称叹。

　　为了把关键核心技术掌握在自己手中，做强做大自主品牌汽车，吉林省举全省之力支持中国一汽建设世界一流企业、支持长春建设世界一流汽车城，努力培育电动化、智能化、网联化、共享化的“新四化”现代汽车产业生态。中国一汽扎实推进技术攻关，2021年研发总投入同比增长3.9%，占营收比重达3%。

　　中国第一汽车集团公司总经理助理，研发总院党委书记、院长梁贵友表示，近两年，中国一汽专利授权量排名国内汽车行业第一，累计申请专利9511件，其中发明专利5608件，同比增长196%和408%，累计突破关键核心技术143项。

　　长春市委、市政府全面深化与中国一汽的战略合作关系，出台强有力政策措施，与中国一汽联手推动配套、创新、人才等“六个回归”，全力推动汽车产业高质量发展。以汽车命名的国家级开发区长春汽车经济技术开发区，以服务一汽为使命，把招商局改为主要对接一汽的服务局，全力做好服务保障，与中国一汽携手加快建设长春国际汽车城。

　　2022年2月，一汽弗迪新能源科技有限公司动力电池项目在长春正式开工。这家公司由中国一汽集团、比亚迪股份有限公司共同注册成立，建成投产后每年可满足60万辆电动汽车配置需求。据悉，该项目是继奥迪一汽新能源汽车项目之后落地长春国际汽车城的又一重大项目，将有力推动长春汽车产业转型升级。

　　零部件并不简单

　　在中国一汽五大整车企业的带动下，大陆、博世、电装等国际领军企业齐聚长春，富奥、富维、富晟等本地零部件企业快速成长。

　　走进富奥汽车零部件股份有限公司的逆变器项目生产车间，只见集智能化、数字化、自动化和集成化于一体的3条全自动装配线正繁忙有序作业。新能源车用逆变器主要功能是将直流动力源转变为交流电输出驱动电机，进而带动汽车运行，是新能源车电驱动系统的核心部分。这里生产的两款逆变器产品将为一汽自主纯电动汽车配套，覆盖了一汽红旗和一汽奔腾品牌的纯电动车型。

　　近年来，在节能减排压力和新能源汽车性能提升需求等因素推动下，汽车轻量化正在加速，越来越多汽车零部件公司投入轻量化研发并取得成效。作为一汽重要的零部件配套企业，富奥股份公司充分考虑汽车业“轻量化、电动化、智能化及网联化”发展趋势，紧锣密鼓推进轻量化底盘项目。

　　在长春三友智造科技发展有限公司生产车间，展板上介绍着用聚双环戊二烯这种新材料生产的零部件产品的优势。产品之一是一款重卡CNG气瓶保护罩，由于使用了新材料，产品降重逾40%。该公司董事长白大成说，公司主要以研发聚双环戊二烯新材料、新型复合材料产品为主，以汽车轻量化材料产品为主要方向，市场前景越来越好。

　　一辆汽车有成千上万个零部件，它们组装在一起并实现信息交互，离不开线束的支持。在长春捷翼汽车零部件有限公司生产车间，工人们在流水线前动作麻利地将一根根导线、护套按照线束图组装在一起。几十根甚至几百根导线经过操作，就捋顺成了一组线束。

　　捷翼公司CEO王超介绍，汽车线束好比是车辆的“神经网络”和“动脉血管”，为整车所有用电器提供稳定的电源、信号和数据，捷翼生产的零部件产品实现了多项突破。在电能传输介质领域，传统线束以铜为基材，重量和成本均偏高，捷翼公司探索解决了新能源电能传输系统轻量化铝线束技术难题，可降重增效；在新能源高功率充电温控领域，通过专利算法攻克了温度漂移的技术难题，成为国际客户项目的定点供应商。目前，捷翼已成为大众集团、丰田、吉利、比亚迪等整车企业的一级供应商，相关产品适配多家汽车品牌。

　　数据显示，目前长春市汽车集群零部件产业规模近1600亿元，拥有50亿元级企业6家、10亿元级企业36家。吉林省“十四五”规划纲要提出，到2025年全省零部件本地配套率达到70%，汽车产业规模突破万亿元级，前景令人期待。

　　创新能力作支撑

　　“最近有啥新政策？”

　　“啥时候还开大讲堂？”

　　“从提出问题到政府部门帮助协调解决只用了不到一个小时，解决了企业的大难题！”

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　　这是“长春亲清政企关系”微信服务群里企业发出的信息。长春市委、市政府依托微信服务群建立快速反应机制，打造“万人助万企”升级版，为包括汽车企业在内的各类企业提供服务。

　　“长春市汽车集群规模实力强，创新能力强，带动能力强。作为工业主管部门，我们全力实施长春汽车集群整车引领、强链补链、新能源跃升、智能网联、创新驱动、数字化转型、卓越成长七大专项行动，全力推动汽车集群向世界级先进制造业集群冲刺。”长春市工业和信息化局局长赵明瑞表示。

　　为促进汽车集群发展壮大，长春市不断完善政策体系，投入230亿元财政资金支持集群发展，打造“一核双翼八线多园”格局，并组建600亿元红旗产业基金和50亿元长兴基金汽车产业子基金，新建“长春青年人才城”2万套房屋，每年挤出2000名事业编制名额为集群引进、留住高层次紧缺人才。同时，长春市还积极发挥汽车零部件制造业商会促进作用，每年推动200户以上集群内企业实现数字化升级改造。

　　长春市汽车零部件制造业商会会长，一汽富奥、富维董事长张丕杰告诉记者，商会自2020年10月成立以来，已吸纳会员企业247家，在长产值1300亿元，占全市零部件总产值约80%，“从两年的实践看，商会在发挥原材料集采、供需对接、融资对接、科技成果转化、产业人才培育等服务功能方面作用明显”。

　　长春汽车集群发展同样离不开当地强大的科技创新能力支撑。长春市拥有中科院长春光机所、中科院长春应化所、汽车仿真与控制等11个国家重点实验室，东北工业等6个国家企业技术中心等创新“国家队”。吉林大学等21所驻长高校开设汽车专业。2020年以来，长春汽车集群获得发明专利6099件，一汽解放、长春博超均获国家科技进步奖二等奖。

　　“我们主要的汽车轻量化产品——聚双环戊二烯产品，原材料来源于国外。目前我们与吉林大学共同进行科技成果攻关，已实现相关技术完全国产化。”三友智造复合材料事业部负责人潘东野说，三友智造还与中科院长春应化研究所、华南理工大学相关实验室等展开合作，合力推进新材料的开发。2021年，三友智造被评为吉林省专精特新企业。

　　据悉，长春市下一步将大力实施科技创新行动，力争未来3年内汽车集群里国家专精特新“小巨人”企业达到50家，省级以上专精特新企业达到300家，制造业单项冠军企业达到10家。（本报记者 李己平 马洪超）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）