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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）

保健康、防重症、促康复 湘雅医院全力保障新冠重症患者救治******

　　打破专科界限，全院床位分层级收治新冠病毒感染患者；打造“关口前移-亚重症-重症-重症康复”的阶梯式重症延伸救治模式，严格落实重症病房、亚重症病房、普通新冠病房转入转出标准，加快重症/亚重症床位的周转率；由重症、呼吸、感染等科室医生组成团队到普通病房巡诊，及早筛查可能转重症的患者；按照救治标准组建各层级救治队伍，每个医疗组都有ICU或呼吸内科或感染科等专科医护人员，保证一个水平、一个标准救治患者……保健康、防重症、促康复，中南大学湘雅医院创新新冠特色救治机制，全力保障新冠重症患者救治。

　　畅通通道，重症“住得进、转得出”提高周转率

　　中南大学湘雅医院重症ICU内，张丽娜教授在用重症超声评估患者病情

　　“用力蹬，吹气体，很好，再来一次……”湘雅医院重症ICU内，患者李女士（化名）正在努力一边“吹气球”一边“踩单车”，这是她脱离呼吸机后的康复训练。

　　6天前，患有糖尿病的她感染新冠后诱发了酮症酸中毒，心脏骤停在急诊抢救后插管被送入了ICU。经过几天的治疗，她顺利拔管并恢复了清醒，再过一天，她就可以从ICU转出到亚重症病房继续治疗。

　　“患者出现好转到脱机拔管过程中，我们及时进行营养、肢体、呼吸等康复治疗，把康复治疗、中医药治疗早期贯穿到整个救治的前期过程中，最快去促进患者恢复，尽快转出ICU，提高周转率。”中南大学湘雅医院重症医学科主任张丽娜教授表示。

　　这只是湘雅医院“关口前移-亚重症-重症-重症康复”阶梯式重症延伸救治模式的一环。这一模式是由张丽娜教授在全国率先提出，在支援上海、新疆时就得到了很好的实践，能够实现危重型筛查和预警的关口前移，有效加快ICU重症床位的周转率，最大化提升重症医疗资源配置利用率，集中专家、集中资源精准救治。

　　目前，中南大学湘雅医院已统筹全院病床资源，按照重症、亚重症和普通新冠病毒感染三个层级设置病房，全面收治新冠感染者。重症病房由综合ICU和呼吸、神内、神外等专科ICU组成，所有专科ICU均按照“大综合、小专科”模式收治患者。在梯队组建上，重症、亚重症病房由重症医学、呼吸病学等专家领衔，三个层级病房医护梯队均采用混编模式组建。

　　“我们打通了急诊、普通病房、亚重症病房向重症病房的转运通道，制定了重症、亚重症病房转入转出标准和普通病房收治标准。” 中南大学湘雅医院副院长、疫情防控总指挥刘龙飞教授介绍，在急诊时会对患者进行评估分级，比较轻的就到普通病房去，很重的就收到重症病房去，介于两者之间的患者就到亚重症病房。

　　亚重症病房起到了有效的“承上启下”作用，除了急诊分诊来的患者，普通病房中一些轻型患者在治疗过程中可能会病情加重，但还不需要插管等高度器官支持，这时就适合转到亚重症病房，减轻重症ICU的压力。而在重症ICU中治疗好转的患者，但还达不到去普通病房或者出院的标准，也可以转到亚重症病房，加快重症ICU的周转率。中南大学湘雅医院医疗副院长、疫情防控工作领导小组常务副组长陈子华教授表示。

　　“亚重症病房能够及时发现患者病情变化、及时处理，为患者能够转到真正的重症病房提供一个平台支持。”重症医学科副主任、亚重症病房负责人刘志勇副教授表示。在他带队的亚重症病房团队中，包含了来自耳鼻喉科、麻醉科及其他科室的医生，他们对气道的管理是非常专业的，一旦患者出现危险情况能够第一时间有效处理。

　　关口前移，“分片包干制”巡诊预警降低重症率

　　“重症需要去关口前移，真正等到患者发展成重症的时候，救治的难度和所付出的代价是非常大的。如果我们能够更早一点走出到ICU之外，去指导救治避免患者发展成重症，其实是一个更好的治疗方式，我们希望能达到最大化降低重症发生率的目标。”中南大学湘雅医院副院长、重症救治专家指导委员会主任委员钱招昕教授表示。

　　目前，湘雅医院已建立起分片包干巡诊机制，由重症、呼吸、感染等专业专家分片包干若干个普通新冠病房，负责巡诊指导，确保所有病区新冠患者有统一的诊断和治疗方案，并对轻型转向重型的患者早发现、早干预、早治疗，这对于降低重症转化率、提高救治效果非常关键。

　　重症医学科马新华教授介绍，每天早晨，由重症、亚重症及呼吸等专科的教授、高年资主治医师、呼吸治疗师、重症超声技师组成团队，都会到普通病房去巡诊，对患者进行评估，及早筛选出可能会变成重症的患者。

　　“赵老师，这个患者呼吸不好，您快看看！”重症医学科赵春光主治医师巡诊到普通外科9病室时，发现一名74岁有高血压、糖尿病、冠心病老人呼吸困难。重症超声检查发现，老人双肺50%以上出现了实质性病变，并且有大量的胸腔积液。抽取胸腔积液后，老人的症状才稍微缓和一点，随后转入亚重症病房进行进一步治疗。

　　“巡诊团队覆盖了全院所有病区，除了及早筛查可能转重症的患者，还指导普通病房医生如何避免患者发展成重症，并第一时间干预，有不少患者通过俯卧位通气、高流量氧疗等治疗避免了插管，有效降低了患者重症转化率。”中南大学湘雅医院呼吸与急危重症医学科主任潘频华教授表示。

　　中南大学湘雅医院重症ICU内，医护人员为患者进行俯卧位通气治疗

　　在急诊抢救一区，82岁的新冠感染者袁爷爷，通过俯卧位通气，大约10分钟，血氧饱和度从92%上升至97%左右，痰液也容易排出了。

　　清醒俯卧位治疗可以作为一种可能改善通气的方式，可以积极、早期用于普通型或者轻型新型冠状病毒感染者，有效避免他们发展成重症。据护理部主任岳丽青教授介绍，目前，湘雅医院已在全院开展了俯卧位通气培训，组建了俯卧位通气的医护专班开展指导和质控工作，提高俯卧位通气的执行力。由湘雅医院岳丽青教授领衔编制的俯卧位通气治疗宣教视频获得了超过877万的点击观看量，为清醒俯卧位治疗的标准化、同质化贡献了湘雅力量。

　　规范管理，“湘雅标准”同质化治疗提升救治率

　　在扩容的同时，如何保证救治的同质化？

　　作为国家卫生健康委首批巡诊专家，张丽娜教授担任湖南省巡诊专家组长，湖南省疫情防控新冠重症救治专家组组长，根据省卫健委安排，对省内地市级开展巡诊督查工作。  普通病房内，巡诊团队为患者评估病情，并指导医护人员治疗

　　受湖南省卫健委委托，中南大学湘雅医院重症医学科、湖南省重症医学质量控制中心牵头，省质量控制中心主任、湘雅医院重症医学中心主任张丽娜教授和省质控中心秘书、湘雅医院重症医学科彭倩宜副研究员领衔执笔，制定了《湖南省新型冠状病毒感染重症救治方案（试行）》。该方案为临床新冠肺炎重症救治决策提供参考依据，对于促进规范诊疗、提高湖南省新冠病毒感染重症救治水平有着重要意义。

　　张丽娜教授受邀担任中华医学会重症新冠感染病人救治ABC课程授课专家，该系列课程浏览量超过254万。受湖南省疫情防控指挥部医疗救治组委托，牵头举办2期湖南省新冠感染重症救治能力提升课程，观看人数超过30万。近期将针对湘雅重症专科联盟单位开展为期一周的新冠感染重症救治“一线面对面”线上活动，指导全省13个地州市基层医疗机构，充分发挥省级重症救治中心作用。

　　同时，湘雅医院制定了《医院新型冠状病毒感染诊疗方案》《医院新型冠状病毒感染重症救治方案》和《重症/亚重症分片包干会诊巡诊制度》等全院通用版新冠感染患者救治方案。组建了新冠病毒感染重症救治专家指导委员会，定期开展巡诊、疑难病例讨论、多学科联合会诊等。  中南大学湘雅医院亚重症病房10病室内，医护人员在为患者治疗

　　医院组建了五类人员梯队，包括急诊、发热门诊、重症/亚重症病房、普通新冠病房、普通专科病房，并根据不同梯队分别制定培训方案，全面提升全体医务人员重症救治同质化水平。目前所有医护人员都混编排班，确保每个医疗组都有ICU、呼吸内科或感染科等专科医护人员，保证一个水平、一个标准救治患者。

　　“重症救治梯队人员要同时接受理论培训与ICU跟班实操，在ICU学习血流动力学、机械通气、CRRT、人工气道建立与管理、重症超声等技能，以便随时混编到团队中，达到应对ICU扩容的人力需求。”中南大学湘雅医院医务部主任黄耿文教授介绍。

　　每个层级的病房内，在每个患者的床头，都贴着一张标准化的重症救治指引单；每位住院医师手上，都有一份统一的查房Checklist表、重症早期预警识别筛查表、呼吸治疗记录单等等，精确到每一天需要监测哪些指标、出现什么情况需要哪些治疗，清晰地指引着各个层级病房医务人员进行同质化治疗。

　　刘先生感染新冠病毒并引发了心肌炎，经过3天治疗心脏情况稳定后，再进行2天俯卧位通气，很快就拔出气管插管，第二天转入普通病房。

　　“转入普通病房后，医护人员会根据指引单等，继续为患者延续标准化的治疗，我们在进行质控的时候也可以很清晰地看到患者影像学、肺部超声等的变化，及时指导治疗。”重症医学科李莉副主任医师介绍。

　　同心抗疫，筑起护卫人民健康的坚实堡垒

　　“我们向医院党委请战，随时听候调遣，奔赴抗疫最前线！”“哪里有需要，湘雅人就应该在哪里，我们责无旁贷应该战斗在最前沿！”……一封封请战书、一个个鲜红的手印，是全院党员职工奋力投身抗疫最前线的最真实写照。

　　“全院各党总支、党支部要发挥坚强的战斗堡垒作用，广大共产党员要发挥先锋模范作用，我们必须身先士卒、戮力同心，坚持人民至上、生命至上，形成强大的抗疫合力，全力保障危急重症患者救治，为护卫人民健康筑起坚实堡垒。”中南大学湘雅医院党委书记张欣表示。

　　“在大家奋战前线、同心抗疫的同时，医院给予了员工更多的温暖和关怀，让医务人员全身心地投入到医疗救治工作当中。”党委副书记、纪委书记吴希林介绍。

　　除慰问住院职工、发放慰问物资、增开高压氧治疗外，医院成立了由28人组成的心理关爱中心队伍，建立了职工心理援助系统和66000心理咨询热线，有效利用医院专家门诊，开辟员工关心关爱就诊专区，并联合药学部配备300份药包，为最前线、最辛苦的急诊科、感染病科、重症医学科等医务人员发放。

　　“我们按照‘两统筹两标准两畅通’的湘雅特色救治模式，全院一盘棋统筹人力与床位资源，严格落实重症病房、亚重症病房转入转出标准和新冠治疗规范化标准，全力保障急诊和重症绿色通道的畅通，充分发挥湘雅危急重症学科群的优势，扎实做好重症患者的救治工作。”中南大学湘雅医院院长雷光华表示。（王洁 严丽 罗闻 邓磊）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）