学府之光

先生之风 —— 记梁师九卿二三事

发布日期:2022-10-22    信息来源:山大校友会   作者:张云波(物理系1986级校友)

节选自《大学堂走出的山大人——山西大学校友故事》文集


2017年9月3日至6日,杨振宁时隔25年后再次访问山西大学,下飞机就问:梁九卿先生可好?他还在山西大学工作吗?

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九卿,指古时中央政府的多个高级官员,是官位很高的人,如秦始皇设立的“三公九卿”制度中,奉常、郎中令、卫尉、宗正、太仆、廷尉、典客、治粟内史、少府,皆是中二千石的高官。杨先生口中的梁九卿,是山西大学理论物理所前任所长,著名理论物理学家。他们在日本一次学术会议上相识。1992年,杨振宁应梁师之邀参加了在太原晋祠宾馆召开的国际量子物理前沿课题研讨会(ISATQP’92),并在会上做了对称性和物理学的特邀报告。该会议得到国家自然科学基金会(NSFC)、国际理论物理中心(ICTP)、亚太地区物理学会 (AAPPS) 等各方面的资助。当年的会议盛况令不少当今的国内物理学界大牛念念不忘, 他们纷纷在那张清晰度并不是很高的照片上寻找自己年轻时的身影。

20世纪90年代,梁师在理论物理领域的研究处于国际领先的地位,所以才给杨振宁留下了颇为深刻的印象。1981年山西省选派中青年教师赴美国南卡罗来纳大学进修,梁九卿幸运地得到了这个机会赴美学习。在南卡罗来纳大学物理系,他师从著名理论物理学家阿哈罗诺夫(Aharonov)研究量子物理基础理论,三年后顺利获得博士学位。阿哈罗诺夫与他的导师玻姆(Bohm)共同发现的AB效应是量子物理的一个里程碑。在美国学习期间和回国后,梁师完成了关于量子态拓扑相因子和任意子分数统计量子力学模型的3篇Phys. Rev. Lett.论文。1992年和1997年连续两次入选国家科委“八五”“九五”攀登计划世纪之交理论物理重大前沿课题成员。而时隔近40年后的今天,拓扑相、任意子仍是物理学研究的最前沿,在当今这个将PRL奉为神的年代,可以想见他当年研究水平之高,以及在国内理论物理学界享有的声誉之隆。

我第一次和梁师打交道时正读大学三年级,他给1986级学生主讲光电子物理专业的量子力学。读研究生时他给我们六位研究生讲高等量子力学。梁师讲课,从来是黑板上写下一个开头,然后开始推导公式,经常发生的事情是推了一黑板,最后发现结论不对,于是他就用自己的袖子擦掉,从头再推,结果就是:一课只讲半页书,两袖都是粉笔灰。可是在我一生中受益最大的正是这种一步一步脚踏实地的推导。当年的量子力学和高等量子力学讲义我保存至今,仍时不时翻出来温习,仍能回忆起当初课堂上梁师讲给我们的点点滴滴。他在课堂上经常鼓励我们听不懂就问,非常耐心细致地解答学生提出的问题,而且更注重把理论物理学科的最新研究进展介绍给学生。后期为研究生和本科高年级学生开设的“量子力学新进展”和“凝聚态物理进展”就是他二十多年的研究成果的总结。在此基础上,他和韦联福一起撰写了《量子物理新进展》一书,编入《现代物理基础丛书》,已再版,由科学出版社出版。

我是先生的第一位博士生,一直以梁门大师兄自居。1993年他被国务院学位委员会评为博士研究生导师,在中国科学院物理研究所兼职。我于1995年考入物理所,在蒲富恪先生建议下随梁师攻读博士研究生,所以从这方面算起,我的师承可以追溯到很遥远的古人,我、梁、阿哈罗诺夫、玻姆、奥本海默、玻恩。后期的师弟们把我们这一门称作“瞬子”门,以区别于隔壁的“压缩”门,得名于他20世纪90年代率先提出和发展的有限温度量子隧穿理论——周期瞬子方法。该方法被成功地应用到分子磁体宏观量子效应、玻色—爱因斯坦凝聚、超流和宇宙演化模型等问题的研究。我的博士论文研究的是周期瞬子方法及其在磁的宏观量子效应中的应用。虽然我硕士期间也发表了量子光学方面的论文,但真正引我走上科研道路的是梁师。博士期间物理所是没有正式的专业课程的,在他的指导下我全面掌握了固体理论、量子统计、量子场论、多体系统等知识,为以后的研究打下了坚实的基础。我们一起完成了激发态量子隧穿的计算,其重要意义是建立了量子隧道效应的有限温度理论,得到了隧穿率的温度依赖关系,把分子磁体宏观量子效应研究由零温推广到有限温度,并解释了分子磁体磁弛豫的温度实验曲线。相关成果获得山西省科技进步一等奖及教育部提名国家自然科学奖二等奖。记忆中特别清晰的是他对我说过,路径积分这个工具,课本上讲的都很形式化, 可是在用的过程中掌握了就是一门手艺。博士期间蒲、梁二先生从国家基金委申请到磁的宏观量子效应的课题,经常和我们一起讨论的还有清华大学的张礼先生,课题组经常在北京和太原之间流动。包括我在内从事这个方向的学生将中科院物理所的研究氛围带回山西大学,在理论物理所生根发芽。当年201组的同门师兄弟中的很多人目前仍活跃在国内量子物理研究前沿,有的成为杰青,有的担任了研究室主任,有的已是中科院院士,每每谈起梁师学问之精深,皆赞叹不已。

1998年我在获得博士学位后不久,梁师安排我和他一起访问德国凯泽斯劳滕大学三个月。德方Harald J. W. Müller-Kirsten教授是他多年的合作伙伴,也是周期瞬子方法的共同倡导者。他们合作提出高能量子隧穿到经典热跃迁的过渡是一个相变过程,调节系统参数可分别实现一级和二级相变,建立了基于周期瞬子方法的一级相变判据,引起较大关注。Harald 数学功底很深,为人很绅士,梁师和我访问期间经常同他在一起讨论瞬子方法在磁性系统以及其他物理体系中的应用,我们合作完成了双轴各向异性自旋粒子中逃逸率的量子 - 经典相变的论文。在这次成功的合作以后,Harald向梁先生建议我申请洪堡奖学金。2000 年我赴德正式开展了为期两年的洪堡学者研究,并将研究重点转向冷原子物理,早期的两个工作仍然是和周期瞬子方法相关的。2004年在经历了欧洲四年的留学生涯后,我回到梁师身边,任理论物理所教授、副所长,研究生涯再次和先生重叠,我们共同关注冷原子等量子物理前沿。我和梁师一起培养了两位博士研究生,学生碰到问题我的第一个想法是让学生去请教他,而他也总是不厌其烦地亲自动手为学生解决问题。

闻其名、见其人,很难将总是微笑着的梁师和古代九卿高官联系在一起, 尽管他也曾先后担任山西大学物理系主任、物理电子工程学院院长、理论物理研究所所长。他任系主任、院长期间,在周富国书记的配合下,对山西大学物理基地班、理论物理博士点、省物理学会都投入了大量的心血。他一直坚持为本科一年级学生讲授基础课,在基础课中融入许多科学前沿的研究成果,以他渊博的知识和生动活泼的课堂教学受到广大低年级学生的尊敬和赞誉。常有学生称他们那个时代为山西大学物理教学的黄金时代。高等数学、数理方法、力热光电、四大力学,正是这些核心课程优秀的任课老师为今日山大物理“双一流”学科的辉煌打下了坚实的基础。先生无争,从来没有看到他因为自己的事情去和人竞争,但是为了工作,为了理论物理学科,他准备好了和国内许多重点大学的同行竞争。早期山西大学的理论物理一直依托河北师范大学联合培养研究生,为了申请博士点,梁师从光学学科请了几位从事理论研究的教授做兼职导师,大家一起凑齐了队伍。1998年我博士毕业,在梁师和学校的努力下,山西大学终于获批理论物理博士点,学科建设初具规模,从此学校开始招收理论物理博士研究生。梁师八十多岁高龄仍然坚持在教学一线,亲自为本科生和研究生授课,教书育人无疑是他这辈子最爱的事情了。他长期担任山西省物理学会副理事长,对物理学会工作贡献颇多, 省内多家高校的物理系都和梁师有着很紧密的联系。他的诸多弟子分布在各地高校传承着教书育人的事业。在他卸任副理事长的时候,物理学会决定授予他山西省物理学会名誉理事荣誉,对这一荣誉他实至名归。

梁师七十岁那年,我和师兄弟们打算筹备一个学术研讨活动为他祝寿,他不许,说他一定能活到八十岁,八十岁再搞。去年见他,商定了桂花飘香的季节,在大同或杭州举办一场量子物理前沿研讨会,还约了到杭州访问, 重听先生教诲。新冠疫情打乱了所有的安排,今年先生已是八十有二,身在美国。值此山西大学120周年校庆之际,记一小文,为先生寿。

张云波,物理系1986级校友,现任浙江理工大学理学院院长、教授、博士生导师

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