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）

“阳”了之后疯狂喝水？警惕水中毒******

　　“阳”了就要多喝水

　　是大家近期常听到的治“阳”妙招

　　然而，最近一段时间

　　不少人因喝水过量

　　导致“水中毒”

　　被送到医院进行抢救

　　可见喝水也不能乱喝

　　否则还未转阴先中毒

　　对身体造成更大伤害

　　那么，什么是“水中毒”？

　　如何科学喝水？

　　喝水也能中毒？

　　“水中毒”又称稀释性低钠血症。正常情况下，身体中细胞内外的钠离子浓度处于平衡状态。当水的摄入量远远超过排出量时，过多的水分就会滞留在身体中，导致血浆被稀释，从而使血浆中的钠离子浓度降低，这种现象就是“水中毒”。

　　图源：中国家庭报

　　当水中毒时，细胞外的钠离子浓度比细胞内的更低，为了维持细胞内外的浓度平衡，细胞外的水分会流向细胞内，导致细胞膨胀。

　　如果脑部细胞发生膨胀，大脑是由坚硬的脑骨固定和包裹的，脑组织就会受到挤压。因此，轻者会出现虚弱、头晕、腹胀、头痛、恶心、呕吐等症状，严重者可出现脑水肿、癫痫发作、意识模糊、昏迷和死亡等情况。

　　怎么正确喝水？

　　对于健康人群来说，24小时内喝水量达到3-4升以上，就可能造成水中毒。喝水讲究适可而止，而不是无限制地饮水。而对于慢性肾脏患者、心血管疾病患者，更需要合理控制饮水量。

　　《中国居民膳食指南（2022）》建议，日常要做到足量饮水，少量多次。人每天都需要摄入一定量的水以维持身体机能。在温和气候条件下，低身体活动水平成年男性每天需喝水1700毫升，成年女性每天喝水1500毫升。

　　图源：摄图网

　　夏天或大量出汗时，补水要遵循先快后慢、分次补充、量出为入三个原则。专家介绍，可根据气温高低，每天喝1.5升—2升水，出汗较多时可适当补充一些盐水。

　　如果仅出现“水中毒”轻症症状，可以喝少量淡盐水，一般控制在200毫升，并尽快排尿，直到症状消失。如果出现神志不清，应立刻就医处理。需要注意的是，含电解质的运动饮料并不能防止低钠血症的发生，因为这些饮料中的大多数电解质渗透压都比血液中的渗透压更低。

　　图源：摄图网

　　如果吃这些药，别着急喝水！

　　生病时喝水还需要注意服用的药物

　　很多人认为服药就应该多喝水

　　来减轻肾脏负担

　　有助排泄毒物

　　但偏偏有些药服用后却要少喝水

　　甚至不喝水

　　比如以下这几类药

　　图源：摄图网

　　1、止咳药

　　止咳糖浆、甘草合剂等药物需黏附在发炎的咽喉部而发挥作用，喝水过多会将药物冲掉，降低药效。一般建议服用此类药物后10分钟内不要饮水。

　　2、需要含服的药物

　　比如硝酸甘油、麝香保心丸等，不可直接用水吞咽，而是要通过舌下含服，让毛细血管吸收。服用后30分钟内也不宜喝水。

　　图源：摄图网

　　3、口含片

　　如西地碘含片、复方草珊瑚含片、银黄含片等，含服时要把药片置于舌根部，并尽量贴近咽喉处，使药物保持较高的局部浓度。建议含服后30分钟内尽量不要喝水。

　　4、治疗胃病的一些药物

　　比如胃黏膜保护剂（硫糖铝、果胶铋等），服用后在胃中会形成保护膜，因此服药1小时内尽量不要喝水，以免保护膜被水稀释。需要直接嚼碎吞服的胃药，也不要多喝水，以防止破坏形成的保护膜。

　　一些苦味健胃药，如复方龙胆酊等，是通过苦味刺激舌部味觉感受器及末梢神经，促进唾液和胃液分泌，起到增加食欲的作用。因此服用时不光要少喝水，服后也不要漱口。

　　图源：摄图网

　　5、抗利尿药

　　该类药物（加压素、去氨加压素）服药期间应限制饮水，否则可能会引起水潴留或低钠血症等。

　　6、缓解腹泻的药物

　　比如蒙脱石散，服用后如果喝过多的水，会影响药物对消化道内病毒病菌的固定和抑制。一般该类药物说明书会明确标明药物与水的服用比例。建议将药物倒入半杯温开水（约50毫升）中混匀快速服完即可。

　　除了生病，平常也要注意在适当的时候适度饮水！要养成主动饮水的习惯，不要等到口渴时才喝水。喝水有四个最佳时间：每天清晨起床后、上午10时左右、下午3~4时和晚上就寝前。

　　最后提醒

　　喝水的最佳方式是少量多次

　　小口慢饮

　　每次200毫升左右

　　不建议一次喝500毫升以上

　　资料来源：央视新闻、中国家庭报、极目新闻

　　整理：董小娴