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）

C罗体脂率仅7%？别再边吃烧烤边看世界杯了！******

　　最近，艺人刘畊宏在一次采访中

　　提到C罗与自己的体脂率差不多

　　正值2022届世界杯期间

　　这一消息冲上热搜

　　不少网友表示

　　不太了解体脂率这个概念

　　减肥时往往只在乎体重

　　那么，体脂率到底是什么？

　　减肥和体脂率有什么关系？

　　你和C罗的体脂差多少？

　　体脂率，顾名思义，指的是人体内脂肪重量在人体总体重中所占的比例，又称体脂百分数。此前有媒体报道，C罗的体脂率仅为7%，职业足球运动员的体脂率一般在10%-11%之间。

　　图源：百度百科

　　一般男性的体脂如果在15%-18%之间，女性的体脂在25%-28%之间，可以被认为是正常的。如果男性超过20%，而女性超过30%则通常会被列入肥胖人群。但若体脂率过低，低于体脂含量的安全下限，即男性5%，女性13%~15%，则可能引起功能失调。

　　其实，C罗的体脂率很低，是由于他的体质非常特殊，再加之保持长时间非常严苛的训练、饮食方法造就的，这对于普通人来说并不可取。脂肪具有御寒功能，很多体脂低的运动员在比赛之后如果不采取保暖措施，也会容易生病。一般人如果体脂在10%以下的话，那可能会引起很多问题，所以我们的肥肉也不是毫无用处！

　　图源：网络

　　当我们在减肥的时候我们在减什么？

　　你是不是也周期性地喊着要减肥？

　　你是不是恨不得一天称八百次体重？

　　图源：网络

　　目前有一部分人群对于减肥有一个很大的误区，很多人在减肥期间被体重秤上的数字“绑架”，每天纠结于体重的浮动，严重影响情绪导致难以长期坚持。

　　还有很多人每天都在锻炼，但体重却并没有减下来，甚至还有所增加。

　　这其实是由两种原因造成的：有一种人平时没有锻炼的习惯，突然加以高强度的运动，肌肉会产生一种急性反应导致肌肉的增多。这种体重的增加是暂时的，如果在一段时间内停止锻炼的话，体重反而会有所下降。而更多的人则是因为管不住嘴，很多人会在进行健身之后，“犒劳”自己一下，几个小时的努力不足以“抵消”一顿大餐所摄入的油脂、糖分和高化合物。

　　图源：摄图网

　　此外，节食减肥也不科学，因为这在一定程度上是在与人的生命本能作斗争。长时间缺乏营养，对于人的身体损害非常大，并且会严重影响人的基础代谢率。即使通过一段时间的节食体重有所下降，一旦恢复正常饮食也会迅速反弹。人体在缺乏能量的时候，最先消耗的是肌肉，并非想要减掉的脂肪。

　　如何科学减脂？

　　事实上，无论是想瘦某个部位还是想实现全身减肥，都必须降低身体整体的脂肪量。想要成功地减脂，必须经过锻炼与饮食两方面来进行。无论只注重其中的哪一方面，都难以取得显著的效果。

　　图源：摄图网

　　以很著名的“地中海式饮食”为例，它要求每天都必须进行健康、简单、清淡以及富含营养的饮食。这种特殊的饮食结构强调多吃蔬菜、水果、鱼、海鲜、豆类、坚果类食物，其次才是谷类，并且烹饪时要用植物油(含不饱和脂肪酸)来代替动物油(含饱和脂肪酸)。

　　那么，到底如何科学运动？

　　运动前半小时没用？

　　有一种流行的说法是，运动半小时内消耗的全是糖，等糖没有了，才开始“燃脂”。其实任何时候，糖和脂肪都同时“燃烧”供能。相对于全身几十斤的皮下脂肪，肌肉和肝脏中储存的几百克糖量很少，消耗光之后无法马上补足。因此，以糖为主要燃料的高强度运动无法持续很长时间。

　　在最“燃脂”的运动强度下，持续运动60分钟后，脂肪“燃烧”比例并没有明显变化，延长至90分钟以上时才开始升高，且幅度不是很大。

　　图源：果壳——绿框为脂肪能量消耗、红框为糖能量消耗选择适合自己的运动

　　规律做有氧运动可以明显加速“燃脂”。但每个人的身体情况、喜好和对运动的反应都不一样，选择最适合自己的才能坚持下去。

　　01有氧运动：有效燃脂

　　美国心脏学会发表的“肥胖与心血管病科学声明”表示，有规律地进行有氧运动是减少腹部脂肪最有效的方式之一。

　　有氧运动每周至少运动3次，每次运动时间应达到30分钟，且不能少于3~4个月的时间。一般来说，运动相同的时间，跳绳、游泳消耗热量较多，篮球、足球、羽毛球次之，骑车、跑步、走路更少一点。

　　图源：摄图网

　　02高强度间歇训练：燃脂速度快

　　高强度间歇训练，就是把高强度运动、低强度放松和休息结合在一起。主要目的是通过高强度运动，激发人体肌肉进行大强度做功，使肌肉被调动起来，然后在低强度的休息放松时，仍维持较高动力进行燃脂。

　　03伸展运动：加强燃脂能力

　　静态下的发力运动，能提高腹部在静力状态下肌肉的做功能力，以此加强运动中的燃脂能力，并能避免肌肉拉伤。

　　04负重训练：巩固燃脂效果合理

　　通过刺激肌肉，增加肌肉力量，进一步提高肌肉质量。而肌肉增多可在运动时增大能量消耗，也会提高基础代谢率，运动后进一步加强对脂肪的燃烧。

　　资料来源：果壳、生命时报／武汉体育、上游新闻

　　整理：董小娴