唯一两次斩获国家自然科学奖一等奖的科学家，方忠剑指物理学之巅

众所周知，国家自然科学奖是国内自然科学领域的最高荣誉，自2000年全国科学技术奖励改制以来，仅有14个项目斩获一等奖，其中更是有9次空缺，宁缺毋滥，可见国家对这一奖项的要求之高。

来自中国科学院物理研究所的方忠院士，成为迄今为止唯一两次斩获国家自然科学奖一等奖的科学家：首次获得该荣誉时，他仅作为第五完成人参与该项目；第二次获奖时，他已经作为第一完成人，主导该项目的完成。

十年时间，方忠院士已经成为国内外凝聚态物理学，尤其是拓扑材料领域的领军人物，不知道未来有没有可能拿下诺奖呢？

方忠院士

凝聚态物理后起之秀

荆楚大地，自古地灵人杰，风景秀美，人才辈出。1970年，方忠就出生在湖北汉川的一个普通家庭。

小时候的方忠，聪明伶俐，酷爱读书，尤其对自然科学充满浓厚的兴趣。进入中学之后，由于学习成绩优异，方忠颇受老师偏爱，高中毕业时更是以优异的成绩获保送进入华中理工大学（今华中科技大学）。

那时的华科，顶着“四大工学院”的光环，作为湖北省最好的理工类大学，吸引了无数青年学子前来求学。华科物理系汇聚了多位国内顶尖科学家，使方忠大开眼界，他们的精益求精的处事风格，和对学术研究专业、严谨的治学态度，深深影响了这位青年才俊。

在华科，方忠沉浸在浓郁的学术氛围之中，全身心投入到专业的学习和学术研究中去。本科毕业后，他又获得本校直博机会，进入华科激光技术国家重点实验室完成了博士课程。

华中科技大学

博士毕业的时候，方忠不过26岁，正是风华正茂，书生意气的时候， 便义无反顾地投入到凝聚态物理学的研究中去。

彼时，凝聚态物理学正处在快速发展阶段，超导技术、拓扑材料等领域方兴未艾，具有广阔的发展前景。然而，当时国内的凝聚态物理与国外相比还有很大的距离，要想学到最前沿的研究成果，就必须走出国门。

博士毕业之后，方忠先后前往日本工业技术研究院（筑波）、美国橡树岭国家实验室访问交流，见识到了大量世界领先的科研设备和先进实验室的管理模式。在国外七年的访问学习，为方忠日后的学术研究奠定了坚实的基础。

2003年，方忠响应国家号召，入选“中国科学院百人计划”，回到国内受聘于中国科学院物理研究所。在物理所，方忠担任研究员，后来又担任中国科学院大学物理科学学院院长、博士生导师，一边继续他在凝聚态物理学领域的研究，一边培养优秀的青年人才。

多年辛苦耕耘，如今已经硕果累累。

中科院物理所

两度斩获国家自然科学最高奖

基础科学的研究不能急功近利，需要不断探索、努力思考，一步一个脚印向前走。在方忠看来，取得成果的过程是艰难的，但也是幸福的。因此，他能三十年如一日，甘坐冷板凳。

加入中科院物理所后，方忠成立了计算物理学研究组，此后便一直从事于凝聚态理论及材料计算方面的研究工作，并逐渐在凝聚态物质中新奇量子现象的计算与理论研究等领域取得重大突破。

方忠利用大规模并行计算机，通过计算和模拟的手段来探索微观系统的物理规律，研究新奇量子现象，预测新型量子材料。

此外，他在自旋-轨道物理，特别是拓扑电子态理论和计算方面也做出了重要工作，计算预言了若干重要的拓扑量子效应和和量子材料，并被实验证实，从此名声大噪。

方忠作报告

2014年，方忠参与研究的成果“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”一举斩获2013年度国家自然科学奖一等奖。在该项目中，团队首次突破传统超导理论预言的40K麦克米兰极限温度，发现临界温度达43K的氟掺杂钐氧铁砷化合物铁基超导体，并合成系列50K以上超导材料。

不过，本项目是由中科院物理所的赵忠贤院士和中科大的陈仙辉院士主导，方忠作为第五完成人获得该奖。

随着科研水平的提升，方忠的成果越来越多，影响力越来越大。他被任命为北京凝聚态物理国家研究中心主任、中科院物理所所长，又在2019年当选为中科院院士。

十年磨一剑。经过不懈努力，方忠带领团队取得了重大成果，主导完成了“拓扑电子材料计算预测”项目。该成果成为2023年国家科学技术奖励中唯一一个自然科学奖一等奖。

该重大发现推动中国拓扑物态研究领域站在国际最前沿，方忠也成为国内外凝聚态物理领域的领军人物。

方忠（中）和团队

剑指国际物理之巅

近些年来，凝聚态物理迎来快速发展，成为当代物理学体系最庞大、应用最广阔、最具活力的研究领域之一，高温超导、量子计算、新型信息存储、绿色能源材料等，都是影响未来科技竞争的重要领域。

在这些领域，我国当前有多位走在世界前列的物理学家，获得国家自然科学奖一等奖的赵忠贤、陈仙辉、潘建伟，国家最高科学技术奖得主薛其坤，当然也包括方忠在内。

拓扑物态的研究刚刚开启，还有很多未知有待进一步探索。在方忠看来，“将来，我们还要构建拓扑物理学，需要完成很多基础研究工作，希望这件事由中国科学家主导。”事实上，方忠院士一直在主导这个领域的研究。

近些年来，方忠带领团队研究了4万多种无机材料，并从中发现8000多种拓扑材料。拓扑材料具有特殊的导电性能，可以实现零电阻，其未来的应用具有丰富的想象空间。方忠的研究，一直走在国际前列。

方忠在讲课

目前，由中科院物理所主导建设的综合极端条件实验装置工程（北京部分），能提供国际先进的极低温、强磁场、超高压、超快光场等综合极端实验条件，有助于拓展物质科学研究空间，促进新物态、新现象、新规律的发现。这个装置已经成为方忠等科学家进军国际凝聚态物理之巅的神兵利器。

如今，我国已经建成了多个世界领先的实验室和科学装置，希望未来能有更多像“量子反常霍尔效应”这样诺奖级的发现，用技术造福于民，提升我们在国际学术界的话语权。