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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）

制氧机也被买断货！厂家加紧生产，普通家庭要配吗？******

　　近日，多名等医生提醒疫情中的老年人要警惕“沉默性缺氧”风险后，制氧机的热度再度攀升。

　　12月23日，澎湃新闻记者查看各大电商平台制氧机的销售情况，一天之内多款制氧机产品相继被网友“买空”缺货，上午还在显示预售的制氧机，下午就已下架。

　　多家制氧机生产企业则向澎湃新闻记者表示，生产销售正常，短期需求爆发，正在加紧生产。

　　12月23日，制氧机相关概念股跌涨不一。截至收盘，亚辉龙涨5.26%，鱼跃医疗涨4.97%，可孚医疗涨3.96%，九安医疗涨0.97%，杭氧股份跌2.34%。

　　制氧机缺货

　　百度指数显示，近14天，制氧机的搜索热度环比增长22%。有电商平台则表示，环比来看，制氧机和血氧计的销售没有太大变化。

　　山西消费者张莹(化名)的家中有两位老人，其中一位具有较为严重的心血管疾病。为了让老人平安度过新冠病毒“感染高峰期”，她于12月21日晚花费2690元，在京东平台下单了一款3升的鱼跃8F-3AW制氧机。

　　张莹告诉澎湃新闻记者，“那天晚上我准备购买时，这款本来已经显示当前区域无货，但是过了一会我又刷新，发现还剩三件，就火速下单了。”两天后的12月23日下午，张莹顺利收到了制氧机。

　　然而，晚两天下单的用户就没有那么幸运了。12月23日，澎湃新闻记者登录京东、淘宝等电商平台，发现制氧机正在接二连三地售罄。

　　以张莹购买的鱼跃制氧机为例。23日16时左右，鱼跃京东自营官方旗舰店中，仅剩一款3升容量的8F-3zW制氧机，且需要预约才能购买。然而两个小时后，该店铺内的所有制氧机均显示无货。

　　淘宝平台的鱼跃旗舰店同样如此。12月23日上午10时15分，澎湃新闻记者询问该店客服是否有现货，对方称，“目前除了血氧仪是预售，其他能拍下的都是现货。”

　　然而没过多久，3L浓度90%的小型家庭式雾化氧气机变为预售，显示23日11时开售。预售开始三个小时后的15时30分，记者再次浏览店铺，发现该款型的制氧机已经下架。

　　截至21时20分，该店铺内，7款3L浓度制氧机中，只有2款“3W医用标准”制氧机和“语音播报”制氧机在售，价格分别为4480元和3380元；8款5L浓度的制氧机中，只有1款售价为5580元额“药房同款医用标准”制氧机在售。

　　同样的，淘宝平台的可孚医疗器械旗舰店中原本共有4款家用制氧机，截至发稿仅剩1款在售。23日下午16时左右，记者来到可孚医疗直播间询问库存情况，主播表示，“(缺货的款型)暂时没有了，要等再上架。后台有很多人在拍，(现有的款型)可能会随时下架。”

　　对于上架时间，主播表示也没有接到通知，“(制氧机)是刚刚才拍完才下架，可能要过一段时间才会有货，你可以每天都来看一下。”

　　淘宝平台欧姆龙官方旗舰店中，已经搜索不到制氧机相关产品。记者询问该店客服，对方表示制氧机下架了，没有收到上架时间的通知，且已经没有库存。而欧姆龙京东自营旗舰店中，所有制氧机产品均显示无货。

　　生产商称在加紧生产

　　相比口罩和抗原，制氧机等需求的突然增加，企业是否做好了产能上的准备？澎湃新闻记者以投资者身份联系多家生产厂商。

　　可孚医疗证代告诉澎湃新闻记者，“(制氧机)前段时间开始好像就比较缺货了，(防疫政策)放开之后，很多公司的血氧仪、制氧机都卖得比较火，我们也在加紧生产。”

　　对于制氧机的产量，对方表示并不清楚具体数字，“后续产量会根据市场需求来定。”

　　官网显示，可孚医疗主要覆盖健康监测、康复辅具、呼吸支持、医疗护理及中医理疗五个领域，截止至2022年上半年，该公司共设有三大研发中心、五大生产基地、46家子公司。在呼吸支持方面，该公司生产呼吸机、制氧机、氧立得手提、便携式制氧器、氧气袋、雾化器、鼻腔护理等产品。

　　对于血氧仪和制氧机销量增大，该人士表示，“一方面，(销量增加)对于公司而言算是好消息，但是另一方面，非新冠相关的其他基础产品相对会受到一些影响。比如(消费者)感染之后，其他非必需非紧急的产品就没那么急着买了。”

　　鱼跃医疗证代则表示，“目前公司血氧仪的生产和销售都显示正常，因为有一些短期需求爆发，最近有点排产情况。制氧机的生产供应会好于血氧仪。”对于是否会扩产，该人士称，公司会根据市场需求安排生产。

　　公开资料显示，鱼跃医疗是一家以提供家用医疗器械、医用临床产品以及与之相关的医疗服务为主要业务的公司，其产品主要集中在呼吸制氧、糖尿病护理、感染控制解决方案等业务领域。

　　鱼跃医疗2022年半年报显示，在呼吸与制氧相关业务领域，公司拥有大量研发、制造与销售的经验与积累，其中，公司制氧机产品在业内处于领先地位。期内，该公司呼吸治疗解决方案板块业务规模较去年同期下降16.85%，制氧机产品较去年海外疫情类订单影响下的高基数有一定下滑，去除疫情扰动因素，其常规业务增长仍较为明显。

　　什么人需要使用制氧机？

　　据国家药监局官网，制氧机又称小型分子筛制氧机、医用分子筛制氧机、家用分子筛制氧机、便携式制氧机，其原理基本都是采用变压吸附(Pressure Swing Adsorption)，以空气为原材料，不需任何添加剂常温下接通电源，通过分子筛吸附氨气及其它气体，即可从空气中分离出纯度为73土3%的氧气，根据每分钟最大出氧流量不同又分为1L、3L、5L、10L制氧机。国家食品药品监督管理局均按照二类医疗器械管理。

　　从医学的角度而言，具有肺部病变、心血管疾病、严重贫血等病症的人需要使用制氧机。但各地逐渐迎来新冠病毒感染高峰，普通家庭是否需要配备制氧机？

　　据《北京日报》11月18日报道，首都医科大学附属北京佑安医院感染综合科主任医师李侗曾表示，制氧机主要是供慢性呼吸系统疾病患者使用，一般健康家庭无需在家中配置制氧机。

　　李侗曾认为，如出现胸闷、气喘、呼吸困难或其他低血氧症状，也应第一时间前往医院就诊，不宜在家中自己使用制氧机吸氧，吸氧浓度过高或时间过长都容易导致氧中毒，造成危险。

　　近年来，随着人口老龄化，同时新冠疫情提高人们对肺功能的重视，日常监测肺功能需求凸显，制氧机进入快速发展阶段。国联证券10月31日发布的研报显示，2014年至2021年，我国制氧机产量从19.76万台提升至416万台，年均复合增速达54.54%。

　　市场规模方面，我国制氧机市场规模快速增长。中研普华研究院发布的《2023—2028年中国制氧机行业发展前景战略及投资风险预测分析报告》显示，2019年我国制氧机行业规模约为40.5亿元，2020年增长到55.86亿元。按照行业的发展趋势，到2026年，中国制氧机行业的市场规模将达到157.23亿元。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）