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【燕归来】燕园内外的科学情缘——访北京大学物理学院孟杰
日期: 2017-06-12  信息来源: 新闻中心

人物简介:孟杰,北京大学教授,教育部首位粒子物理与原子核物理长江特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者(2000年)。1991年获北京大学博士学位,先后为中国科学院理论物理研究所和德国洛森朵夫研究中心博士后、慕尼黑工业大学洪堡学者、日本理化学研究所科技厅奖励研究员。1997年至今任北京大学教授,其间,先后任日本东北大学、大阪大学、慕尼黑工业大学、德国重离子物理研究中心、南非斯塔灵布希大学、英国爱丁堡大学、京都大学等访问教授,北京航空航天大学物理科学与核能工程学院院长(2009-2012年)。在原子核的手征对称性、晕现象、赝自旋对称性和协变密度泛函理论等方面有原创性贡献。发表SCI论文300多篇,引用9000多次,H因子为48。获中国高校自然科学一等奖两次(2000年和2013年)、中国物理学会吴有训物理奖(2007年)、伊朗花拉子模国际奖(2008年)、华人物理学会亚洲成就奖(2009年)、德国金科(GENCO)奖(2010年)等荣誉,2012年当选美国物理学会会士。

2006年11月在西南大学100周年校庆

求学时代的科学之缘

初中时,孟杰就养成了良好的自学习惯。在初中毕业前,他已自学完高中数学,高中时,又自学了高等数学。1982年,高考成绩优异的孟杰本可被更好的名校录取,机缘巧合来到西南师范大学(现在的西南大学)就读。

在西南师范大学求学期间,孟杰依然保持超前学习的习惯。为提高自己的外语水平,他到外语系旁听,利用外语系优越的学习资源提高自己,还在全校英语竞赛中获得过第二名的好成绩。他在学习本年级功课的同时,兼听高年级的课程,大三时就学习完了大学阶段的专业课。于是,系主任便鼓励他开始做研究,阅读学术文献,了解最新、最重要、最前沿的研究领域,寻找感兴趣而且能够上手的课题。大三结束,系主任推荐并资助他参加了在重庆举办的纪念尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)诞生100周年研讨会。在这次会上,孟杰认识了自己未来的博士生导师——北京大学曾谨言教授。

上世纪80年代,以研究生身份参加国际学术会议是非常罕见的。然而,读硕士期间,孟杰的一篇研究论文就被第三届亚太物理学会议收录,还被邀请作口头报告,当时,这在整个西南师范大学也尚属首例。由于优异的成绩和过硬的科学素质,硕士毕业以后,孟杰被录取为北京大学理论物理学专业的博士研究生,他与北大的情缘也从此正式开始。

北京大学走出的核物理学家

1988年,年仅22岁的孟杰开始了在北京大学的求学生涯。北大读博期间,孟杰大部分时间都沉浸在图书馆和实验室中。北大有着宽松的学术环境,汇聚着全中国最优秀的人才,孟杰认为这些是北大提供给他最重要的东西。“尽管上世纪80-90年代,中国学术界和国际的交往还不像现在这么多,但只要国外学者来中国,一般都会来北大,因此在北大能受到中国最好的培养和锻炼。”孟杰说。此外,曾谨言教授严谨的治学态度也深深影响了他。虽然当时博士研究生没有发文章的要求,但孟杰博士论文的部分成果毕业前已经在国外刊物发表。据孟杰讲,北大当时计算资源很匮乏,多个研究生才能共用一台个人计算机,也没有互联网,大家主要通过图书馆的期刊杂志获取最新研究动态。“当时我们每天都在实验室工作、图书馆调研。现在的物理楼四楼,就是非常重要的科学研究平台,我们都在那里看最新的期刊。由于多个人共用一台微机,因此必须仔细编写代码,避免计算结果出错,否则会影响下次计算机的使用申请。正因如此,大家也都养成了认真、细致、严谨的科学态度。”

1991年博士毕业后,孟杰到中国科学院理论物理研究所进行博士后研究工作。1993年,在结束博士后研究工作时,孟杰选择去德国德累斯顿的洛森朵夫研究中心下属的核与强子研究所做研究。在洛森朵夫研究中心访问期间,他与Frauendorf合作预言了原子核的手征对称性。这是核物理领域的一个非常重要的发现,“就像人的左手和右手,无论怎样平移、转动,都无法重叠,原子核也具有这种手性”,孟杰说。这个科学假设,后来在2001年被实验证实。

1998年5月4日在人民大会堂

1994年孟杰作为德国洪堡学者在慕尼黑工业大学做研究,他的研究课题是核物理领域的热点问题——不稳定原子核。通过两年多的探索,孟杰与Ring合作,实现了对不稳定原子核中的新现象——中子晕的微观自洽描述,并于1996年在美国《物理评论快报》上发表,引起了较大反响。因此,有很多国家的研究所都想邀请他。由于日本理化研究所在不稳定原子核的实验研究方面处于领先地位,孟杰遂申请并且得到日本科技厅资助,以日本科技厅奖励研究员的身份开始了在日本的工作。其间,恰逢中国核物理代表团访日,在国内同行的建议下,孟杰回国到母校工作。

理论创新与科研育人并重

1997年,孟杰作为杰出人才被北京大学聘为教授,年仅31岁的他,一方面继续开展组建团队,展开理论研究,一方面培养研究生,教书育人。

在理论创新方面,孟杰带领团队在2006年发表了原子核手征对称性具有多种表现形式的论文,并于2008年、2009年和2010年,继续发表相关论文,深化这方面的研究。在2012年,美国科学家带着验证他们预言的实验结果访问北京大学,进行合作研究,对实验结果进行认真分析,最终证明了孟杰团队提出的原子核手征对称性具有多种表现形式。2016年,孟杰带领山大、北大、清华、北航以及中科院理论物理研究所组成的研究团队,联合国际同行,发现了原子核手征对称性和空间反射对称性联立自发过程的证据,并获“中国高校2016年度十大科技进展”。针对原子核这样一个复杂的量子多体系统,孟杰团队经过多年探索和研究,发现原子核协变密度泛函理论是描述原子核最好的方法之一,并系统发展了原子核协变密度泛函理论,用于原子核各种现象的描述和新物理的探索。鉴于该领域的快速发展和国际影响,世界科学出版社《核物理国际评述》系列丛书聘请孟杰为主编,出版了丛书第10卷《核结构的相对论密度泛函》。

在科研育人方面,孟杰培养出了20多名博士,他们活跃在国内外著名大学和研究院所。例如,龙文辉在攻读博士学位期间建立了密度依赖的相对论Hartree-Fock模型和计算程序,提出了以北京大学命名的有效相互作用PK系列参数组,现为兰州大学教授;耿立升入选了教育部新世纪优秀人才计划,现为北京航空航天大学教授;孙保华获2010年德国金科青年科学家奖,现为北京航空航天大学副教授;梁豪兆2016年获国际纯粹与应用物理学联合会青年科学家奖,现为日本理化学研究所研究员、东京大学副教授;牛一斐现为欧盟ELI核物理(ELI-NP)研究所研究员;李志攀在攻读博士学位期间发表的一篇学术论文,是美国物理学会刊物中第一篇用中文署名的文章,现为西南大学教授。此外,郭建友(博士后)、王守宇(博士后)、赵鹏巍、陈惕生(硕士)等都取得了重要的科研成果。

科学精神的继续传承

“科学是人类探索和了解自然所有知识的集成,科学研究就要不断扩大和延展知识的范畴,要达成这一点,就要了解人类知识的最前沿。”孟杰说。

2013年6月在意大利参加国际核物理大会

1997年回国后,国外的朋友曾担心孟杰的学术研究会受到影响。毕竟在1997年,中国的科研条件在各方面与世界先进国家相比还有差距。但孟杰没有犹豫,因为他心中有一个传承科学精神的梦想。孟杰讲道:“我有一个基本假设,中国人约占世界人口的四分之一,中国人的聪明程度算作世界智力的平均数也不为过,因此世界诺贝尔奖的获得者也应该有四分之一。如果没达到这个数量,就证明中国有很多天才被埋没。他们或者没有找到可以获得诺贝尔奖的教练,或者没有经受过可以获得诺贝尔奖的训练。”带着这样的想法,1997年开始策划,1999年付诸实践,孟杰组办了第一期国际物理学暑期学校,邀请国外著名学者来华讲学。该暑期学校最初由中日两国共同出资,资助全国优秀的研究生到北大学习。从1999年开始,历经2001年、2004年、2006年、2009年,一直到2011年,暑期学校的人数从70多人增加到120多人,资金支持也从日本扩大到德国、法国和欧盟,学员中也先后成长出了一大批人才。“我们要特别感谢这些国际友人,这纯粹是为了共同的科学事业,”孟杰说,“在当时,北大经费匮乏,没有足够的资金支付国外教授来北大讲学的旅费。因此,只能是国外的一些研究所先邀请这些国际教授访问,再由这些研究所资助他们到北大讲学,由此解决了经费匮乏问题。”在这个意义上,我们确实要向人类共同的科学事业致敬。

2011年8月在北京亚原子物理国际暑期学校开幕式上

科学的事业是人类共同的事业;科学的传承是人类共同的传承。走出国门、再入国门,告别燕园、再踏燕园,孟杰全心投入到了科学求索中。秉承这种理念,孟杰积极支持兄弟院校的核物理研究和发展。例如,应北京航空航天大学邀请,孟杰协助组建了物理科学与核能工程学院并兼任院长,通过人才引进,建立了一支具有国际影响的核物理和强子物理研究团队。此外,孟杰先后访问20多个国家,与美、欧、日、韩、南非等建立了较长期和稳定的研究合作。

2015年4月与瑞典同行在北欧理论物理研究所举办研讨会合影

这就是孟杰,一个北大燕园人的写照,科学领域一位优秀的学者。(文/新闻中心刁超群)

编辑:山石

 

 


   
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