12月初,山東大學青島校區迎來了一位特殊的“歸人”——新當選的中國科學院院士梁作堂。他的行李箱里,一本嶄新的院士證書格外引人注目。這位在粒子物理領域深耕多年的學者,回到熟悉的校園后,辦公室的平靜被打破:電話鈴聲此起彼伏,訪客絡繹不絕。面對外界的關注,梁作堂顯得有些不適應,他更習慣于沉浸在自己的研究世界中。“推導公式的時候,才是我最享受的時刻。”他這樣說道。
梁作堂的研究對象是夸克和膠子——物質世界最深層次的結構與最基本的相互作用。他常用“樂高宇宙”來比喻:如果將宇宙看作由不同大小的積木組成,那么所有物質,包括人類自身,都是由最基本的“積木”搭建而成。粒子物理的任務,就是找到這些最小的、不可再分的“積木”,并理解它們如何拼接在一起。“要理解宇宙的宏大,就要從最微小的粒子入手。”這是他常掛在嘴邊的話。
愛因斯坦的廣義相對論指出,宇宙起源于一個“奇點”——一個極其熾熱、致密的點。要理解這個“奇點”之后發生了什么,就必須研究極早期宇宙中的粒子物理。梁作堂與同行們通過大型粒子對撞機模擬宇宙大爆炸后百萬分之一秒的狀態,創造出一個溫度高達萬億攝氏度的環境。在這個環境下,質子和中子會“熔化”,打破“夸克禁閉”,暫時獲得自由,形成一種新的物質狀態——“夸克膠子等離子體”,也就是宇宙混沌初開的模樣。
“研究粒子物理不僅能幫助我們理解宇宙的起源,也能讓人類更好地利用它們。”梁作堂解釋道。例如,原子彈和氫彈都是粒子強相互作用的剩余作用,但強相互作用的本質仍不清楚。他希望未來有一天,人類對強相互作用的了解能像對電磁相互作用的了解一樣深入,從而更得心應手地利用核能。
梁作堂對物理的熱愛,源于他的成長經歷。上世紀六十年代,在農村,勤快、能幫父母下地勞動的孩子更受青睞,但愛學習的梁作堂得到了父母的特別寵愛,可以不用下地干活,在家看書。初中時,他的數學和物理老師教學出色,讓他對數學產生了濃厚興趣。高中時,他遇到了一位山東大學數學系畢業的老師,這位老師的人格魅力和學術背景深深吸引了他,讓他更加癡迷于數學和物理。1980年,梁作堂考入山東大學,選擇了理論物理專業,因為“這門學科需要物理和數學結合”。
1987年從山東大學碩士畢業后,梁作堂前往德國柏林自由大學留學,1994年獲得博士學位并留校工作。三年后,他選擇回到母校任教。此后,他仍與海外科學家保持密切合作,足跡遍布瑞典、意大利、美國等地,從事粒子物理與核物理理論研究。“山大物理系底蘊深厚,有非常好的學術傳統,這樣的傳統一代代傳承下來,我也是受益者之一。”梁作堂說。
從學生到導師,梁作堂始終堅信:大學里的人才不是在課堂上教出來的,而是在大師營造的氛圍中熏陶出來的。作為受益者,他也努力保護和滋養這種傳統。他的學生呂濟鵬深有感觸:“每個學期,我們至少會聽上一二十場高水平學術講座,梁老師還會帶我們參加行業內的學術活動。”2023年,第25屆國際自旋物理大會首次將重離子碰撞自旋極化列為獨立分會,梁作堂擔任大會召集人,并率領山東大學代表團成功申請并獲得下一屆大會(SPIN2025)的主辦權。
2025年9月,SPIN2025將在青島舉行,這是我國第二次承辦此類大會。呂濟鵬作為匯報人,在一眾國際大佬的目光中上臺做了學術匯報。這是他本科畢業于曲阜師范大學時未曾夢想過的事,但如今他已不再緊張。“站在巨人的肩上,才能看得更遠。”呂濟鵬說。他記得,梁作堂常教導他們:“講報告、聽報告都是學習的過程。如果臺上的人講得好,你好好學習他的優點;如果講得不好,你要問問自己,他哪里講得不好,為什么講得不好,這樣去分析問題,你自己就會提高了。”
粒子物理被公認為一門艱深的學科,但梁作堂能將艱澀的理論講得通俗易懂。他的量子力學課廣受歡迎,甚至有山東師范大學的學生特意跑來聽課。“最重要的是授課老師喜歡不喜歡這門科學。”梁作堂說,“我上的課都是我特別喜歡的課。”他把這種熱愛比作談戀愛:“旁人覺得某人并沒有什么特別的,但在戀人眼里卻總能發現他處處都好。”這也是他挑選研究生時最先考慮的因素——學生是否真正喜歡這個方向。
呂濟鵬當初面試時,被梁作堂等四位老師“面談”了三個小時,主要聊對科研前沿的認識。“喜歡物理的學生都會主動去了解,知識面會更加廣闊,而不只是為了讀研,僅局限于書本知識。”呂濟鵬很認可這種方式。當選院士之前,梁作堂的招生數量很少,一兩年招一人,呂濟鵬就是2022年他招收的唯一一個。成為院士后,他也沒打算擴招:“這個領域的人才是很珍貴的,我們還是重質不重量。”
梁作堂與合作者早在2005年就提出了夸克膠子等離子體(QGP)整體極化效應,直到12年后,理論預言才被實驗證實。起初,科學家們普遍認為,夸克膠子等離子體是一種完全混沌無序的狀態,但梁作堂與校友王新年提出了顛覆性的理論:原始狀態并非無序,而是整體上旋轉,并最終導致極化。隨著實驗能力的升級,這一預言最終在2017年得到證實。美國布魯克海文國家實驗室將實驗結果在《自然》雜志作為封面文章發表,引起國內外同行積極響應。
除了專業研究,梁作堂也關心學生的生活。2014年,周劍準備回國,參加中組部組織的海外高層次青年人才答辯。梁作堂得知他打算穿軍綠色沖鋒衣后,立即讓師母帶他去買了一套西裝。答辯當天,周劍穿上了這套西裝,順利入選。如今,這套衣服只在最重要的場合才會被他拿出來。呂濟鵬也記得,梁作堂常建議大家多讀書、走出去看看,在開闊眼界的同時不斷提升自己。“梁老師對我們總是鼓勵式教育。即使組會上大家有些錯誤的想法,梁老師也會讓大膽發言,他的學生都比較自信。”
2017年,山東大學前沿交叉科學青島研究院成立,梁作堂任首任院長,來到了這座“有山有海的美麗城市”。在青島工作的8年間,他幾乎每天步行上下班,穿過街道,一側是居民區,一面是廣袤的鰲山灣。他喜歡放慢腳步感受這20分鐘路程里的海風,“是休息的過程,也是思維延續的過程。”當選院士后,他的科研生活有所變動,出差多了,與學生見面從原來的一周兩三次變為一周一次,有時甚至改成線上視頻。但他想到的,是將來需要考慮人才培養、學科建設和國家層面的一些內容。“要站得更高一點,看得更遠一點。”
前不久,梁作堂去了廣東惠州,參觀了我國“十四五”規劃布局的重大科技基礎設施——強流重離子加速器裝置。與國際前沿的歐洲核子研究中心以發現新粒子為目標的對撞機不同,這個項目專注于利用穩定離子束進行前沿研究,是目前全球指標領先的重離子加速器。“在項目發展中應該會有更深入的參與。”梁作堂說,未來希望將實驗和理論相結合,進行一些有組織的科研,繼續在粒子強相互作用方面進行研究。









