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邹冰松院士:为而不争 上善若水

文章来源: 发布时间: 2022-03-31 【字体:      

  

      与中关村的高楼林立、行色匆匆明显不同,大约2公里外的leyu乐鱼全站app苹果下载(以下简称leyu乐鱼全站app苹果下载)似乎如“孤岛”一般,一幢小楼,几十位科研人员。

  邹冰松的办公室在二楼,一年的大部分时间,他都待在这里,思考、交流几乎是他的全部。他每天早上在家吃过早饭9点到办公室,晚上10点左右离开。中午和晚上吃饭在园区食堂解决,一荤一素,一碗免费的汤。中午和同事一起,而晚上通常会选择没有人的桌子一个人慢慢地吃完饭。

  2021年11月,邹冰松因在强子物理领域的杰出成就被增选为乐鱼全站app下载数学物理学部院士,这是国家设立的科学技术方面的最高学术称号。各种邀约随之纷至沓来,他的手机、办公室“热闹”了起来。

  “除了与我研究相关的,能拒接就拒绝。”在邹冰松看来,“院士”也不是什么都懂。如今,喧嚣渐散,邹冰松再次走回他的理论物理世界中。

  他从未感受过痛苦,因为热爱,可抵万难与孤独。

  转变:与实验结合的理论研究 

  很多公开场合介绍邹冰松时称他为“理论物理学家”,但他更愿意把自己看作是理论与实验的“桥梁”。

  1990年,从leyu乐鱼全站app苹果下载博士毕业后,邹冰松申请到了瑞士国立粒子和核物理研究所(又称保罗谢勒研究所,PSI)博士后职位。他是国内第一个申请到PSI正式博士后的学者。最初,他原本想继续博士生时所从事的理论物理研究。

  PSI坐落在阿尔卑斯山脚下,阿勒河谷间,毗邻欧洲核子研究中心——它拥有质子同步回旋加速器、超级质子同步回旋加速器及目前世界上最高能量的大强子对撞机等全系列的粒子加速器系统。

  在这里,邹冰松第一次感受到了来自粒子物理实验与理论互为协作的冲击,他为此转变了研究方向——投入与实验密切结合的理论物理研究中。

  邹冰松的博士后导师同时也是苏黎世大学教授,他们开展了与欧洲核子研究中心的低能反质子实验密切相关的理论研究,经常组织讨论会,邹冰松也主动参与,且充满兴趣。直觉告诉他,理论基础与实验相结合,必大有可为。

  两年后,“为了学习更纯正的英语,与实验联系更密切。”邹冰松申请到了英国伦敦大学QMC-卢瑟福实验室研究助理职位。在这里,他加入了欧洲核子研究中心低能反核子实验国际合作组,负责做实验数据的理论分析。

  当年,国际粒子数据组发布的粒子谱数据表中,收录了3个确立的同位旋为0的轻标量介子——这是来自国际多个合作组的分析结果。邹冰松与其合作者采用了符合pp散射实验数据的pp S-波振幅的新处理方法,重新分析了低能反质子-质子湮灭和正负电子湮灭的相关实验数据,推翻了6个国际合作组过去的分析结果,根本性地改写了原来的轻标量介子谱。

  也因此,4年后,国际粒子数据组收录的确立的该类轻标量介子变成了4个,且每个粒子的性质都与原来大为不同,特别是新收录确立的σ粒子被认为是在核物理和强子物理中是非常重要的粒子,是核力中程吸引力的主要来源、最轻的强子激发态。

  正确处理pp S-波振幅不仅对相关标量介子的发现和确立起到关键性的作用,对很多强子谱实验分析也都至关重要。邹冰松与其合作者提出的新的pp S-波振幅公式被欧洲核子研究中心LHCb、OPAL、WA102等大型国际实验组纷纷采用。

  “对实验不了解,或反之对相关理论缺乏了解,做出的数据分析结果都会出错,因此,理论与实验结合非常重要,这方面人才也非常缺乏。”邹冰松看到了这片广阔天地,继续寻找并试图填平两者之间的“沟壑”。

  选择:科研目标明确 

  邹冰松是个目标非常明确的人。“想干什么?对方需要什么?能做什么?”这样的思考贯穿于他的每一次选择中,促使他不断在理论、实验和计算交叉的物理学中作出了开拓和突破性成果。

  比如他喜欢核物理,尽管当时还是“冷门”专业,大学也坚定了选择这个专业;申请博士后想做介子相关理论研究,就只给国际三大“介子工厂”投递简历,明确自身优势,两家发来录取通知。

  回国亦是如此。1998年,邹冰松准备回国,选择了高能所。他十分清楚自己的优势和目标:与高能所理论物理研究室的粒子场论组、核物理组均有合作;鉴于国外的工作基础,他自信能够帮助提高北京谱仪的实验数据分析水平。

  那时,北京谱仪上所积攒的强子谱相关数据量,几乎与国际相当,但因缺乏数据分析,难有重要成果。高能所科研人员向邹冰松表达了担忧,“分析水平不行,强子谱方面难以出成果,数据也可能会废掉,你能否回来?”

  入职后,邹冰松迅速组建课题组,引入了末态多粒子全信息张量协变振幅分波分析法,用于北京谱仪数据分析,首先利用1991年第一代谱仪的老数据,很快发掘了一批物理结果。

  2001年后,他带领团队在改造后的北京谱仪及其数据分波分析中发挥了更大作用——提供理论公式和程序,培养物理分析人才,推动先进的全信息协变张量分波分析法,促进了大批基于谱仪的物理成果产出,使北京谱仪的强子谱物理分析水平上了一个新台阶。

  强子谱分析让邹冰松初露头角,随后他在国际上率先提出利用y衰变开展核子激发态和超子激发态重子谱研究,主持课题组开拓了北京谱仪重子谱新项目, 发现3个新核子激发态。

  那时,中国重子谱研究几乎不为人所知。2000年,美国杰弗逊国家实验室组织召开国际会议,邹冰松带着最新研究成果报名参加。他作完报告,有几位美国教授立马找到他,表示惊叹“没想到在中国能做这样的研究。”邹冰松告诉他们,“我们不光能做,还独具特色,能看到你们看不到的新核子激发态。”

  国际同行给予了高度认可。美国橡树岭国家实验室 Barnes教授在国际会议综述报告中给予了大篇幅评述,说道“相当令人惊讶,邹等人在北京正负电子对撞机的北京谱仪上利用J/y强子衰变研究N*谱”。

  他所开创的重子谱研究新项目,使我国在重子谱这一国际物质微观结构研究的最前沿领域占有了重要的一席之地。那次会议之后,邹冰松开始频繁被国际会议邀请作报告,其中大会特邀报告40余次,应邀担任粒子和核物理、少体物理、强子谱等系列国际会议的国际顾问委员会成员。他成为国际专业核心期刊Nucl. Phys. A 的首位华人编委,在国内外学术期刊上发表的论文引用上万次。

  更可喜的是,越来越多的中国学者走上了国际舞台。

  “BES研究从过去每年仅一两篇文章发表在国际高水平期刊上,到如今每年有数十上百篇。我国强子物理研究的整体水平有了大幅提高,新强子态方面走在国际最前列,这是一代又一代的学者共同努力的结果。”邹冰松说。

  理论:要有“超前”思考 

  来自实验的刺激和检验让理论变得更具体,而理论的重要性也更在于它预见并指导未知的新现象。

  “超前的原创理论也必不可少,思考实验当下做不了的原创思想,这需要好奇心驱动的自由探索。”这一点,是邹冰松在追寻“失踪的奇特强子态”时的深切体会。

  标准模型,是物理学家们构建的粒子物理学的基本理论,它包括了宇宙中大量的基本粒子、夸克模型......然而,标准模型它并不是粒子物理的终极理论,有些问题它还解决不了,比如:超出传统夸克模型的奇特强子态是否存在?

  事实上,由于理论上的不确定性和实验上的复杂性,使得寻找奇特强子都是粒子物理和核物理研究中最具挑战性的前沿。

  21世纪初,寻找五夸克态在理论和实验上就一度充满争议,国际上相继有十多个实验组曾宣称观测到了“q+五夸克态”存在的迹象,甚至国际粒子数据组已将其列为确立的粒子。可由于其中任何一个实验的数据统计量都不是很高,且粒子信号不强,后来的实验不断给出负面结果,最后表明“不存在”!

  邹冰松重新提出了一套“新”理论:提出了重子中的五夸克成分可能主要以某种特定的夸克有色集团的形式存在的新见解,解释了传统夸克模型遇到的一些突出的困难,他主导首次预言了3个质量在J/y-p阈值以上含有`cc的Pc五夸克态,建议通过J/y-p衰变道寻找。

  在2015-2019年,LHCb实验观测到3个与邹冰松等人预言相符的Pc态。这也意味着,各类五夸克态历经半个多世纪的寻找,终于有一类获得确证。

  邹冰松当时的博士生、乐鱼全站app下载大学助理教授吴佳俊参与了这项工作。他回想起投稿经历时告诉《乐鱼全站app下载》,一开始,他们把这一成果投给物理学顶尖杂志《物理评论快报》时,被拒绝发表,一条评审意见是“太早了,距离能做实验还需5年。”

  “理论就应该走在实验前面。”他们说服了杂志编辑,最终得以发表。

  在邹冰松看来,理论研究一定要有好奇心驱动的自由探索,其作用会随科技发展慢慢显现,历史上不乏这样的例子。“对于理论物理来说,诺贝尔奖大多颁给提出原创思想的人,而非帮助实验验证的人,比如‘上帝粒子’黑格斯粒子的发现。”

  “允许一小部分人自由探索,不见得谁能拿诺贝尔奖,但应该支持一批有梦想的人,做最原创的研究。”邹冰松说。

  为而不争 享受科研 

  在邹冰松的学生群里,流传着一张照片,那是凌晨1点,清冷的道路上,只有邹冰松一人,昏黄的路灯映照着他回家的背影。

  “邹老师特别勤奋,晚上8点以后去找他,他基本都在。”吴佳俊说,那时,邹冰松已担任leyu乐鱼全站app苹果下载的副所长,白天忙行政事务,晚上要继续做研究。

  “我们家基本上是晚上10点后才聚齐。”邹冰松笑着说,热爱便不觉得累,“如果你真的对科学感兴趣,没有条件也会创造条件。”

  对于学生,邹冰松亦是如此希望,要对科学有兴趣,只有内在驱动才会更加积极主动,他从不“push”学生。在吴佳俊的印象中,邹老师从未跟学生们红过脸,但他的要求高于简单的博士生毕业标准,“他会早早地给学生定下培养计划,指明方向,布置课题。这种培养方式,反而激发了学生们的主观能动性。”

  “绅士、儒雅”,提起对邹冰松的印象,leyu乐鱼全站app苹果下载的行政管理人员脱口而出,这也几乎是所有人第一次见到邹冰松的感觉。

  16年过去了,吴佳俊一直记得第一次见邹冰松时的场景。那个暑假,还在中国科学技术大学读大三的他,来高能所跟随邹冰松做“大学生研究计划”。

  高能所在乐鱼全站app下载大学玉泉路校区,靠近玉泉路地铁站。“那时周边还都是土路。”吴佳俊回忆着,邹冰松让他在地铁站口等着,之后便推着一辆自行车走过来,把他的行李放在后座上,还帮我安排好了住宿、办公室等。

  对自己、对孩子,邹冰松始终崇尚“上善若水”,清微淡远。在他看来,过程比结果更重要,受点挫折、吃点苦对人生成长有帮助,他对孩子的成长从不作要求,努力与否全靠自己,让他们按照自己的兴趣选择,只是以身作则地营造好的家庭环境。如今,3个孩子全都考入了北京大学。

  “从小,我父母就是这样教育我的,他们尊重我所做的任何选择。”在邹冰松看来,“顺流而下的水也可能汇入大海,也可能成为云彩,重要的是享受科研道路上的风景。”

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