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彩神2023-01-31 16:05

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)

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如何区分风寒和风热?怎么选药更对症、更有效?中医如何治疗“刀片喉”?【科学防疫小贴士】(78)******

  在中成药使用中,很多药适应症有风寒和风热的区别,大家应该如何区分自己的症状是寒还是热,怎么选药更对症更有效?

  《新冠病毒感染者居家中医药干预指引》以及各地出台的指南指引,推荐了很多中成药,个人参照这些方案,该怎样选药?应注意避免哪些用药误区?

  针对本轮疫情中患者出现的“刀片喉”,中医如何看待?在治疗时是否更有优势,应该如何缓解?

  北京中医医院院长刘清泉为您权威解答。

  在中成药使用中,很多药适应症有风寒和风热的区别,大家应该如何区分自己的症状是寒还是热,怎么选药更对症更有效?

  对于新冠病毒感染,从中医来看是“疫病”,通俗的说,是传染性很强的外感病。对于外感病,无论其具有风寒或风热的属性,都会出现发烧、怕冷、乏力、咽喉疼痛等症状。因此,无论风寒或风热引起的临床不适,具有解表功能治疗感冒的药物都会有疗效。当然如果有专业医生运用中医理论进一步区分风寒、风热进行治疗会更有效。

  对于临床表现为发热、怕冷很明显、肌肉酸痛、咽干咽痛、乏力、鼻塞流涕、咳嗽等症状的,多属于风寒导致,宜服用具有疏风解表功效的中成药,如感冒清热颗粒、荆防颗粒、正柴胡饮颗粒、清解退热颗粒等。

  对于临床表现为发热、咽痛明显,怕冷不明显,肌肉酸痛、乏力、咳嗽等症状的,多属于风热导致,宜服用具有疏风清热、兼有化湿解表或清热解毒功效的中成药,如连花清瘟胶囊或颗粒、金花清感颗粒、疏风解毒胶囊、宣肺败毒颗粒、清肺排毒颗粒、热炎宁合剂(颗粒)、银翘解毒颗粒、蓝芩口服液、复方芩兰口服液、痰热清胶囊、双黄连口服液、抗病毒口服液等。

  患者可根据自身症状,选择其中一种中成药,按照说明书剂量服用1-2天后,如症状无明显缓解或持续加重,请及时到正规医疗机构就诊。切勿盲目同时服用多种功效类似的中成药。

  特殊重点人群,尤其是老年人合并慢性基础疾病的、肿瘤患者、免疫相关疾病患者、慢性肾功能衰竭在做常规透析的患者等,这些人群如果感染了新冠病毒以后,吃中成药的时候一定要向专业医师咨询,在医生指导下用药。

  《新冠病毒感染者居家中医药干预指引》以及各地出台的指南指引,推荐了很多中成药,个人参照这些方案,该怎样选药?应注意避免哪些用药误区?

  在参照《指引》用药时,应注意以下几方面。

  一是经早期治疗,一般3天之内体温逐渐正常,之后一些患者会出现咽喉疼痛、咳嗽、声音嘶哑等症状,此时宜服用具有宣肺止咳功效的中成药,如急支糖浆、止咳宝、通宣理肺丸、连花清咳片、杏贝止咳颗粒等;咽喉疼痛明显者加用3天利咽止痛功效的中成药,如六神胶囊、清咽滴丸、金喉健等。

  二是部分病人出现明显的乏力,以及胃肠道症状如呕吐、腹泻等,此时多兼有湿邪,宜服用具有化湿解表功效的中成药,如藿香正气水、复方香薷水等。但此时不宜服用清热解毒类中成药,以免导致腹泻或者消化道症状加重。

  三是儿童出现发热、咽干咽痛、咳嗽者,可用金振口服液、儿童清肺口服液等;如发热、食少腹胀、口臭、大便酸臭或秘结者,可用小儿豉翘清热颗粒、小儿柴桂退热颗粒、醒脾养儿颗粒等。因儿童体质特殊,在服药之前最好咨询儿科中医师。对于婴幼儿,还可以采用一些非药物治疗手段,比如推拿、捏脊,或者中医刮痧,来缓解患儿症状。

  对新型冠状病毒感染,要理性用药、合理用药,切忌病急乱投医、盲目用药。

  一是照说明书选择相应药物服用,看清楚药物的适应症、禁忌症以及不良反应等情况;

  二是用药48小时若症状未见缓解请及时到医院就诊或咨询专业医师;

  三是中西药不宜同时服用,应至少间隔30分钟,同一类型药物不建议重叠服用;

  四是一般服药时间5-7天,不建议过度服药。

  针对本轮疫情中患者出现的“刀片喉”,中医如何看待?在治疗时是否更有优势,应该如何缓解?

  “刀片喉”是声门和声带周围的黏膜发生了充血水肿,一般来说,在病程的第3-5天时表现明显。在呼吸道病毒感染急性期结束,病毒复制被抑制,炎症减轻,水肿改善后,将会逐渐恢复。

  从中医来看,“刀片喉”是“热毒”从全身消退,而聚到咽喉局部的症状表现。因此,早期规范治疗,及早“解表透邪”,将“热毒”及早透出是治疗的根本,热毒透出来了,“刀片喉”的情况会减少,或不发生,如果只用发汗退热的药但热毒无法清除,“刀片喉”的情况会增加。因此,早期治疗上以解表药为基础,加上清热解毒利咽的药共同发挥作用,既能快速退热,缓解全身症状,又能减少咽喉的不适。

  对于已经出现“刀片喉”的感染者,中医药也有很多办法,如及时加用具有利咽止痛、解毒利咽等作用的药物,如六神丸/胶囊、清咽滴丸、金喉健喷雾剂等;也可以由医生进行针灸治疗,针刺少商穴、商阳穴等。这些都可以很好的缓解咽痛症状,如咽痛持续加重,宜前往医院寻求治疗。

  来源:国家卫生健康委员会官网、健康中国

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