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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）

清代驿站财政机制的形成与演变******

　　作者：刘文鹏（中国人民大学清史研究所教授）

　　驿站是中国历代王朝传递信息、递运物资的主要渠道，在维系国家统一方面发挥着重要作用。驿站的正常运转全赖驿站经费之保证，所谓“国脉疏通原借驿递，而驿递急需端赖钱粮”。一般认为，清朝入关后一扫旧弊，摊派、加征得到有效抑制。这一观点突出了明清之际驿站财政的差异。但实际上，明末加派之征也通过各种隐性方式在清代得以延续。在清初裁驿费充军饷的财政政策影响下，清代驿站财政走向了既病民又病官的摊派旧途。

　　明代驿站财政与驿役官当改革

　　明初驿站财政建立在实物财政基础之上，有赖于田赋征收和劳役佥派。洪武元年（1368年）正月，明太祖诏令天下广置各驿，其驿站差役佥派民户出办。具体方法是，“马有上中下三等，验民田粮出备”（《明太祖实录》卷29，洪武元年正月庚子）。即民户依照粮赋多寡对等充任驿传马夫，其不足数者可以数户共充一夫。本县人户不足，则“以相邻州县点差”，谓之“协济”。甚至令东南富户、市民前往北方诸省协济应役。官方除提供驿舍、备办廪粮及派遣官吏外，驿站其余所有开支均由驿传役夫亲身应役承担。此外，尚有里甲和均徭内编派驿站差役，以满足其财政开支需要。

　　洪武二十七年（1394年），明朝将永充改为“依次轮充”（万历《惠州府志》卷10，《赋役志下》，明万历四十五年刻本）。其佥编时间有三年、五年和十年之别。但地方政府在实际佥派中并不遵守定制，以至于有役三五十年者。此外在没有预算与额设经费的体制下，驿站马夫等便成为驿丞等官吏盘剥的对象。以上两方面导致嘉靖以前的马户不堪重扰，驿站运行困难。

　　成化、弘治年间白银货币化地位得到官方承认，一系列以财税定额为目的、减轻地方差役负担的差役纳银改革随之展开，驿站的日常运转也由力役亲当改为征银雇募，至嘉万时期，因推行一条鞭法改革，得以最终确立。具体做法是根据过往支销数目，预估一年驿站夫马工料银额数，将其摊入全县粮赋或额田中征收。对于他县协济马匹，则按每马所需折银，分派各协济州县“照亩均征”（申佳胤：《临洺驿马政记》，载崇祯《永年县志》卷7）。征收的站银，以府为单位进行统计并征收，然后由府转发各驿，招募人员当差。

　　官征官募确实起到了均平差役、减轻百姓负担的作用，“计地征粮，可以免马头独累之苦；募人当应，可以绝官吏求索之私”（刘麟：《清惠集》卷3，《均驿传安人心扶公论杜私情以免偏苦疏》，台湾商务印书馆1987年版，第348页）。但新政实施不过十余年，即弊端百生。一方面，官府“给驿渐广”，导致地方驿站开支不断增加；另一方面，过往官员多索马匹差夫，马户“卖产鬻儿，倾家丧命”。更甚者，明季“国用不足，将原额驿站夫马工食草料银两半裁以充练饷”（《宣大山西总督李鉴启本》，顺治二年五月八日），地方驿站财政更加吃紧。本县“马户逃窜，扳累难支”，他县协济亦托故不前，地方不得不再度佥派里民应当，复“蹈万历以前之夙弊”。而“驿卒糊口无资，群起为盗”（《顺天巡按柳寅东揭报驿递疾苦》，顺治元年七月，载张伟仁主编：《明清档案》第1册，台湾联经出版事业公司1986年版）。

　　清初中央对明代驿站财政体制的调整

　　清朝入关之初，平定全国的战争仍在持续，大量地方财政经费被裁撤充饷，驿站钱粮也不例外。在财政紧缺的情况下，既要全力保障军费，又要维持驿站正常运转，中央和地方政府为维护各自利益走上不同道路。

　　于中央而言，顺治元年（1644年）七月清朝废止一切明末加派，废除明末里甲佥派，将全国驿站由民当改为官当，所有经费均于正项地丁内动支，“不复累及百姓”。与此同时，令各省站银“以万历初年会计录为准”，“照旧征收，加增者不准”（《户部尚书英峩岱题本》，顺治二年六月六日）。

　　然而，明末清初接连不断的灾荒、战争导致地方田赋收入急剧下降，部分省份站银除荒后实征不及原额半数，巨大的经费缺口令驿站运转维艰。更重要的是，清初持续的军事行动导致国家财政经费捉襟见肘。权衡之下，清朝不得不裁减包括驿站经费在内的地方财政以充实军饷。驿站经费的大幅压缩主要集中于顺治九年（1652年）至十四年（1657年）和康熙平定三藩之乱期间，此后雍乾各朝均陆续裁减。全国站银“通计裁扣之数，自顺治九年以迄乾隆，竟居原额三分之二”（民国《盐山新志》卷8，《赋役篇上》，民国五年刊本）。

　　在额征驿站银剧减，加之禁止摊派、裁驿充饷的境况下，清廷只能尽可能地集中有限驿站财政资源，使其利用最优化。方法主要有三：一是裁僻济冲，将驿站经费集中于主干驿道。二是调整驿道走向、开辟新驿道。顺治年间，为减轻河南、山东驿站负担，清朝开通经山西前往川陕甘等地区的驿道，河南驿站负担有所减轻；山东则开通了经德州、泰安、蒙阴、郯城前往江苏的“山东东道”，使原有山东中路的驿站压力有所缓解。驿道重新规划后要求行差人员循规定驿道行进，并在勘合火牌内明白填注，严禁随意改变路途。三是严格掌握地方驿站财政奏销。顺治八年（1651年），清朝确立各省财政奏销制度后，规定驿站的各项开支需岁终汇造清册，由户部核实奏销。自顺治三年（1646年）至十四年修撰完成的各省赋役全书，更是将各省起运存留、驿站额支数目固定下来。通过赋役全书和奏销制度，各省驿站每年的财政收支也尽在中央的掌握之中。这既有助于中央了解地方驿站财政之盈绌，及时作出调整；也将府州县驿站财政纳入藩司和中央管控之下，方便了驿站财政资源的宏观调拨。

　　上述改革确实值得称许，在财政极度紧张的情况下通过法律禁令确保地方不得派累里甲，展现了新朝气象。但奈何由于清初战争开支甚巨，很多本应裁僻济冲的夫马钱粮亦经常被中央挪作军饷。地方政府为保障驿站的正常运转疲于应对，不得不百般腾挪，甚至延续明季摊派旧弊。

　　清前期各省对驿站财政体制调整的因应

　　整体而言，各省解决地方驿站财政问题的举措主要集中在复原额、顾驿递，严考成、革协济等方面，而在州县层面更为通行的做法则是直接佥派里甲。

　　所谓复原额，即各省督抚在除荒实征站银过少的情况下，奏请恢复该省旧设站银数额。部分省份在朝廷下令裁去明季摊派并统计旧额银时，往往在万历初年额设站银基础上将里甲夫马工料银和摊派银两一并作为本省额设驿站银统计、报呈，实际上是将“旧额”提高，把明代站银、里甲夫马银和摊派银以隐蔽的方式承续下来。而裁撤地方经费过程中，驿站经费可能虽亦被裁撤，但因为需要维持驿站的正常运转，驿站经费的裁撤力度不及其他经费，所以在顺治初期裁节地方经费的过程中，面对经费紧缺的情况“先尽驿站支用”的“顾驿递”政策在一定时期内得以贯彻落实。

　　明清之际的驿站协济制度是保障冲途大驿有效运转的良制。但协济的正常运行需建立在驿站财政充足的基础上，一旦经费被挪用或裁减，各地往往托故不前，导致受协驿站运转失灵。为解决该问题，清朝将协济站银完纳与否、完纳分数均纳入官员考成。但协济站银毕竟还需多一道解送程序，此间辗转费时、各级侵扣，其弊多端。于是，各省纷纷奏请将“本州县之正项用补本驿之急需，而以外州县之协济，汇解藩司抵补正项”（《河南巡抚吴景道题本》，顺治八年十月二十四日），南省协济北方站银也照此方法办理。此项调整至康熙七年（1668年）最终成为定制，并施行于全国，起自明代的驿站协济制度被废止。此种方法减少了站银支用的程序，提高了驿站运转效率。

　　中央和各省为筹措驿站经费，经过多重努力，确实起到一定作用，似乎驿站也得以正常运转；但如果我们将视野转移至州县，则会发现驿站财政状况呈现的是另外一幅景象。

　　清人薛所蕴《驿卒词》云：“闾阎困敝乏帮贴，差烦马瘦刍茭绝。……县官逮治驿卒死。五更三点不交睫，头枕驿门候消息。”（张应昌编：《清诗铎》卷9，中华书局2022年版，第262页）这并非夸张和想象之词。顺治年间曾任新乐县知县、专管冲途大驿西乐驿的林华皖对当时的驿站困境有过总结：一则差务繁忙，“每日数起”；二则夫役“额设者有数”，每遇大差势必另外雇觅；三则马骡羸瘦，“陆续行差，倒毙不一，月而殆尽”；四则行差人员百般苛索，夫役折干、背负过重（林华皖：《治鲜集》卷2，《驿邮略》，载《续修四库全书》第880册，上海古籍出版社2002年版，第430~431页）。康熙《丰润县志》更直白指出：“输蹄往来，络绎不绝，粮糗刍薪，存留不能及半，协济未必以时，县令之拮据，殆所不免。”（康熙《丰润县志》卷4，《赋役志·驿传》，清康熙三十一年刻本）绝大多数州县官员不堪重负，自杀者亦不在少数。其最终结果，“存留各项节次裁减，州县之事束手无策，势不得不私派之民，民既出雇役之钱，仍不免于役又不知凡几矣”（康熙《灵寿县志》卷4，《田赋上》，清康熙二十五年刻本）。摊派里甲成为州县官自然而然的选择。

　　然而，直接摊派里甲显然与清朝不加赋的政策相冲突。天津巡抚张忻、保定巡抚郝晋及经手知县都曾因触犯此律最后交刑部议处。故很多地方州县只能想方设法将摊派合法化：一是延续明季之“强制性雇募”手段，名为发银雇募、听民应召，实则是强制性“照里派轮”，官方挟公权权威进行变相摊派，并非纯粹的自由雇募应召之制。另一种是额外摊派，倒逼国家财政政策作出调整，将摊派合法化。部分州县驿站确实差务繁忙，必须额外派征。但为避免胥吏、马头毫无限制多征，引致民怨沸腾，清廷将额外摊征编入赋役全书，承认各种加派的合理性并使之合法化。

　　清前期驿站财政体制改革的影响及其余绪

　　清人曾对本朝的废力役亲当为官当官募之制大为赞赏，称“清兴，扫除旧政，与民更始。而钱粮则例一以万历初年为定，且赋皆改折而无本色之征，差皆雇役而无佥点之害……民无一事之扰，薄赋轻徭，培植邦本，万世无疆之休基此矣”（康熙《吴桥县志》卷3，《食货志》，清康熙十九年刻本）。

　　但清初军兴旁午，裁驿充饷时常有之。实际上“额设工料已减十分之三，差务更增十分之四”的情况下，地方财政仍然左支右绌。驿站之弊不仅官累难除，民累亦未减轻。一方面，清初裁节驿费并非为了减轻百姓负担，而是裁驿充饷，百姓压力并未减轻。另一方面，在“额设有数”的驿站财政体制下，州县为保证驿站运转，又不得不走上加派里民的老路。这一回头路不仅额外增加了百姓负担，甚至在一定程度上倒逼中央将部分摊派合法化。清廷减轻里甲摊派负担的宣言也就此告以破产。官员既存在加赋的罪名，百姓亦承受摊派的压力，实在是病民病官。

　　以上种种弊病的存在，究其原因，即在于中央财政集权下，地方额设驿站经费过少且并不稳定。随着明代白银的货币化，国家财政也出现“统计银两化”的趋势。这一变革使得国家财税可预算、可统计，方便了国家对各省州县财政的掌控；但是对于地方政府而言，则是更加不利。在“统计银两化”之前，所有驿传夫役均需亲当，财政开支由地方政府自行编制，不受中央管控；但在此之后，情况发生了显著变化。一方面，全国赋役逐渐定额化，中央以法律形式规定了摊派的“非法性”；与此同时，明清财政也因此走上“原额主义”道路，财政体制出现僵化。另一方面，借助白银的便利，中央对于州县财政的掌控越发集中，且能随时裁扣、调拨，导致州县财政难以稳定。清人曾谓“国家之所赖者，惟财赋；地方之所重者，惟差徭；下民之所望者，惟恩恤”（乾隆《三河县志》卷5，《赋役志·驿站》，清乾隆二十五年刻本），生动反映了当时中央、地方和百姓三者在国家财赋分配中的地位和处境。从国家立场出发，中央主要集中于对全国财赋的高度集权与掌控。尤其是战争期间，国家的着眼点完全在于尽快汇集财政资源用于军事，以期稳定统治。裁撤地方存留银是其中最为重要的手段，而这势必导致地方州县存留经费过少。州县为维持地方行政的正常运转，又不得不额外摊派，而所有的压力最终只能转嫁给百姓。在上述财政结构体制下，百姓能否得到“恩恤”显然要打上问号。刘志伟教授认为，清初通过编撰赋役全书和确立奏销制度，建立了高度中央集权的财政体制，它导致的一个最直接的结果就是地方赋税征收的失控（刘志伟：《略论清初税收管理中央集权体制的形成》，载《贡赋体制与市场：明清社会经济史论稿》，中华书局2019年版，第190页）。可以说，正是中央财政的“集权”导致了州县政府在财税征收中的“分权”和“失控”。因此，随着清中后期各类大差、常差的源源不断，以及驿务弛弊、苛索繁多等问题的抬头，“原额主义”财政下的清朝驿站运转再度回到明末境况，各类差派更加层出不穷。

　　（本文系国家社科基金重大项目“清代驿站史研究”〔19ZDA207〕阶段性成果）

　　《光明日报》（ 2022年12月26日 14版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）