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    鄒冰松院士:為而不爭 上善若水

    文章來源: 發布時間: 2022-03-31 【字體:      

      

          與中關村的高樓林立、行色匆匆明顯不同,大約2公里外的中國科學院理論物理研究所(以下簡稱理論物理所)似乎如“孤島”一般,一幢小樓,幾十位科研人員。

      鄒冰松的辦公室在二樓,一年的大部分時間,他都待在這里,思考、交流幾乎是他的全部。他每天早上在家吃過早飯9點到辦公室,晚上10點左右離開。中午和晚上吃飯在園區食堂解決,一葷一素,一碗免費的湯。中午和同事一起,而晚上通常會選擇沒有人的桌子一個人慢慢地吃完飯。

      2021年11月,鄒冰松因在強子物理領域的杰出成就被增選為中國科學院數學物理學部院士,這是國家設立的科學技術方面的最高學術稱號。各種邀約隨之紛至沓來,他的手機、辦公室“熱鬧”了起來。

      “除了與我研究相關的,能拒接就拒絕?!痹卩u冰松看來,“院士”也不是什么都懂。如今,喧囂漸散,鄒冰松再次走回他的理論物理世界中。

      他從未感受過痛苦,因為熱愛,可抵萬難與孤獨。

      轉變:與實驗結合的理論研究 

      很多公開場合介紹鄒冰松時稱他為“理論物理學家”,但他更愿意把自己看作是理論與實驗的“橋梁”。

      1990年,從理論物理所博士畢業后,鄒冰松申請到了瑞士國立粒子和核物理研究所(又稱保羅謝勒研究所,PSI)博士后職位。他是國內第一個申請到PSI正式博士后的學者。最初,他原本想繼續博士生時所從事的理論物理研究。

      PSI坐落在阿爾卑斯山腳下,阿勒河谷間,毗鄰歐洲核子研究中心——它擁有質子同步回旋加速器、超級質子同步回旋加速器及目前世界上最高能量的大強子對撞機等全系列的粒子加速器系統。

      在這里,鄒冰松第一次感受到了來自粒子物理實驗與理論互為協作的沖擊,他為此轉變了研究方向——投入與實驗密切結合的理論物理研究中。

      鄒冰松的博士后導師同時也是蘇黎世大學教授,他們開展了與歐洲核子研究中心的低能反質子實驗密切相關的理論研究,經常組織討論會,鄒冰松也主動參與,且充滿興趣。直覺告訴他,理論基礎與實驗相結合,必大有可為。

      兩年后,“為了學習更純正的英語,與實驗聯系更密切?!编u冰松申請到了英國倫敦大學QMC-盧瑟福實驗室研究助理職位。在這里,他加入了歐洲核子研究中心低能反核子實驗國際合作組,負責做實驗數據的理論分析。

      當年,國際粒子數據組發布的粒子譜數據表中,收錄了3個確立的同位旋為0的輕標量介子——這是來自國際多個合作組的分析結果。鄒冰松與其合作者采用了符合pp散射實驗數據的pp S-波振幅的新處理方法,重新分析了低能反質子-質子湮滅和正負電子湮滅的相關實驗數據,推翻了6個國際合作組過去的分析結果,根本性地改寫了原來的輕標量介子譜。

      也因此,4年后,國際粒子數據組收錄的確立的該類輕標量介子變成了4個,且每個粒子的性質都與原來大為不同,特別是新收錄確立的σ粒子被認為是在核物理和強子物理中是非常重要的粒子,是核力中程吸引力的主要來源、最輕的強子激發態。

      正確處理pp S-波振幅不僅對相關標量介子的發現和確立起到關鍵性的作用,對很多強子譜實驗分析也都至關重要。鄒冰松與其合作者提出的新的pp S-波振幅公式被歐洲核子研究中心LHCb、OPAL、WA102等大型國際實驗組紛紛采用。

      “對實驗不了解,或反之對相關理論缺乏了解,做出的數據分析結果都會出錯,因此,理論與實驗結合非常重要,這方面人才也非常缺乏?!编u冰松看到了這片廣闊天地,繼續尋找并試圖填平兩者之間的“溝壑”。

      選擇:科研目標明確 

      鄒冰松是個目標非常明確的人?!跋敫墒裁??對方需要什么?能做什么?”這樣的思考貫穿于他的每一次選擇中,促使他不斷在理論、實驗和計算交叉的物理學中作出了開拓和突破性成果。

      比如他喜歡核物理,盡管當時還是“冷門”專業,大學也堅定了選擇這個專業;申請博士后想做介子相關理論研究,就只給國際三大“介子工廠”投遞簡歷,明確自身優勢,兩家發來錄取通知。

      回國亦是如此。1998年,鄒冰松準備回國,選擇了高能所。他十分清楚自己的優勢和目標:與高能所理論物理研究室的粒子場論組、核物理組均有合作;鑒于國外的工作基礎,他自信能夠幫助提高北京譜儀的實驗數據分析水平。

      那時,北京譜儀上所積攢的強子譜相關數據量,幾乎與國際相當,但因缺乏數據分析,難有重要成果。高能所科研人員向鄒冰松表達了擔憂,“分析水平不行,強子譜方面難以出成果,數據也可能會廢掉,你能否回來?”

      入職后,鄒冰松迅速組建課題組,引入了末態多粒子全信息張量協變振幅分波分析法,用于北京譜儀數據分析,首先利用1991年第一代譜儀的老數據,很快發掘了一批物理結果。

      2001年后,他帶領團隊在改造后的北京譜儀及其數據分波分析中發揮了更大作用——提供理論公式和程序,培養物理分析人才,推動先進的全信息協變張量分波分析法,促進了大批基于譜儀的物理成果產出,使北京譜儀的強子譜物理分析水平上了一個新臺階。

      強子譜分析讓鄒冰松初露頭角,隨后他在國際上率先提出利用y衰變開展核子激發態和超子激發態重子譜研究,主持課題組開拓了北京譜儀重子譜新項目, 發現3個新核子激發態。

      那時,中國重子譜研究幾乎不為人所知。2000年,美國杰弗遜國家實驗室組織召開國際會議,鄒冰松帶著最新研究成果報名參加。他作完報告,有幾位美國教授立馬找到他,表示驚嘆“沒想到在中國能做這樣的研究?!编u冰松告訴他們,“我們不光能做,還獨具特色,能看到你們看不到的新核子激發態?!?/font>

      國際同行給予了高度認可。美國橡樹嶺國家實驗室 Barnes教授在國際會議綜述報告中給予了大篇幅評述,說道“相當令人驚訝,鄒等人在北京正負電子對撞機的北京譜儀上利用J/y強子衰變研究N*譜”。

      他所開創的重子譜研究新項目,使我國在重子譜這一國際物質微觀結構研究的最前沿領域占有了重要的一席之地。那次會議之后,鄒冰松開始頻繁被國際會議邀請作報告,其中大會特邀報告40余次,應邀擔任粒子和核物理、少體物理、強子譜等系列國際會議的國際顧問委員會成員。他成為國際專業核心期刊Nucl. Phys. A 的首位華人編委,在國內外學術期刊上發表的論文引用上萬次。

      更可喜的是,越來越多的中國學者走上了國際舞臺。

      “BES研究從過去每年僅一兩篇文章發表在國際高水平期刊上,到如今每年有數十上百篇。我國強子物理研究的整體水平有了大幅提高,新強子態方面走在國際最前列,這是一代又一代的學者共同努力的結果?!编u冰松說。

      理論:要有“超前”思考 

      來自實驗的刺激和檢驗讓理論變得更具體,而理論的重要性也更在于它預見并指導未知的新現象。

      “超前的原創理論也必不可少,思考實驗當下做不了的原創思想,這需要好奇心驅動的自由探索?!边@一點,是鄒冰松在追尋“失蹤的奇特強子態”時的深切體會。

      標準模型,是物理學家們構建的粒子物理學的基本理論,它包括了宇宙中大量的基本粒子、夸克模型......然而,標準模型它并不是粒子物理的終極理論,有些問題它還解決不了,比如:超出傳統夸克模型的奇特強子態是否存在?

      事實上,由于理論上的不確定性和實驗上的復雜性,使得尋找奇特強子都是粒子物理和核物理研究中最具挑戰性的前沿。

      21世紀初,尋找五夸克態在理論和實驗上就一度充滿爭議,國際上相繼有十多個實驗組曾宣稱觀測到了“q+五夸克態”存在的跡象,甚至國際粒子數據組已將其列為確立的粒子??捎捎谄渲腥魏我粋€實驗的數據統計量都不是很高,且粒子信號不強,后來的實驗不斷給出負面結果,最后表明“不存在”!

      鄒冰松重新提出了一套“新”理論:提出了重子中的五夸克成分可能主要以某種特定的夸克有色集團的形式存在的新見解,解釋了傳統夸克模型遇到的一些突出的困難,他主導首次預言了3個質量在J/y-p閾值以上含有`cc的Pc五夸克態,建議通過J/y-p衰變道尋找。

      在2015-2019年,LHCb實驗觀測到3個與鄒冰松等人預言相符的Pc態。這也意味著,各類五夸克態歷經半個多世紀的尋找,終于有一類獲得確證。

      鄒冰松當時的博士生、中國科學院大學助理教授吳佳俊參與了這項工作。他回想起投稿經歷時告訴《中國科學報》,一開始,他們把這一成果投給物理學頂尖雜志《物理評論快報》時,被拒絕發表,一條評審意見是“太早了,距離能做實驗還需5年?!?/font>

      “理論就應該走在實驗前面?!彼麄冋f服了雜志編輯,最終得以發表。

      在鄒冰松看來,理論研究一定要有好奇心驅動的自由探索,其作用會隨科技發展慢慢顯現,歷史上不乏這樣的例子?!皩τ诶碚撐锢韥碚f,諾貝爾獎大多頒給提出原創思想的人,而非幫助實驗驗證的人,比如‘上帝粒子’黑格斯粒子的發現?!?/font>

      “允許一小部分人自由探索,不見得誰能拿諾貝爾獎,但應該支持一批有夢想的人,做最原創的研究?!编u冰松說。

      為而不爭 享受科研 

      在鄒冰松的學生群里,流傳著一張照片,那是凌晨1點,清冷的道路上,只有鄒冰松一人,昏黃的路燈映照著他回家的背影。

      “鄒老師特別勤奮,晚上8點以后去找他,他基本都在?!眳羌芽≌f,那時,鄒冰松已擔任理論物理所的副所長,白天忙行政事務,晚上要繼續做研究。

      “我們家基本上是晚上10點后才聚齊?!编u冰松笑著說,熱愛便不覺得累,“如果你真的對科學感興趣,沒有條件也會創造條件?!?/font>

      對于學生,鄒冰松亦是如此希望,要對科學有興趣,只有內在驅動才會更加積極主動,他從不“push”學生。在吳佳俊的印象中,鄒老師從未跟學生們紅過臉,但他的要求高于簡單的博士生畢業標準,“他會早早地給學生定下培養計劃,指明方向,布置課題。這種培養方式,反而激發了學生們的主觀能動性?!?/font>

      “紳士、儒雅”,提起對鄒冰松的印象,理論物理所的行政管理人員脫口而出,這也幾乎是所有人第一次見到鄒冰松的感覺。

      16年過去了,吳佳俊一直記得第一次見鄒冰松時的場景。那個暑假,還在中國科學技術大學讀大三的他,來高能所跟隨鄒冰松做“大學生研究計劃”。

      高能所在中國科學院大學玉泉路校區,靠近玉泉路地鐵站?!澳菚r周邊還都是土路?!眳羌芽』貞浿?,鄒冰松讓他在地鐵站口等著,之后便推著一輛自行車走過來,把他的行李放在后座上,還幫我安排好了住宿、辦公室等。

      對自己、對孩子,鄒冰松始終崇尚“上善若水”,清微淡遠。在他看來,過程比結果更重要,受點挫折、吃點苦對人生成長有幫助,他對孩子的成長從不作要求,努力與否全靠自己,讓他們按照自己的興趣選擇,只是以身作則地營造好的家庭環境。如今,3個孩子全都考入了北京大學。

      “從小,我父母就是這樣教育我的,他們尊重我所做的任何選擇?!痹卩u冰松看來,“順流而下的水也可能匯入大海,也可能成為云彩,重要的是享受科研道路上的風景?!?/font>

    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/3/476586.shtm

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