2018年初，國家科技部發布了“2017年度中國科學十大進展”，由清華大學高原寧教授率領的大型強子對撞機底夸克探測器(LHCb)中國科研團隊“首次探測到雙粲重子”成功入選並位列第三，蘭州大學核科學與技術學院於福升副教授為該成果做出了重要的理論貢獻。
“這一重大發現，將有助於
我們理解構成這個世界的最基本的力”
雙粲重子的發現並不是一個容易的過程，反反覆覆經過了無數次的實驗。高原寧教授說：“這一重大發現，將有助於我們理解構成這個世界的最基本的力。而這一突破性的成就，要感謝為此付出的每一位中國科研團隊工作者。”
他在給於福升的感謝信中寫道：“於福升副教授在與合作者的研究中發現，雙粲重子衰變到一個實驗上易於探測到的過程有較大的分支比，這成為實驗上發現雙粲重子的最佳選擇。在發現雙粲重子的實驗研究期間，於福升副教授應邀在LHCb合作組會議上做學術報告，對相關問題進行了廣泛和的討論，為實驗研究提供了有益的建議”。
“粒子物理學研究物質世界的基本組成單元，重子是其中非常重要的一部分，比如我們熟知的質子和中子，它們都是含有三個夸克的粒子。以往實驗發現的重子要麼都是由質量小的夸克組成，要麼只含有一個質量大的夸克。粲夸克質量很大，此次發現的雙粲重子是首次探測到由兩個質量大的夸克組成的重子。”於福升介紹道：“雙粲重子發現的意義之所以重大，是因為它能幫助我們更好的認識物質世界，理解物質的構成和強相互作用的本質。它的發現打開了新世界的大門，這也是近幾年物理學界突破性的發現之一。”
仰望星空
微胖，短髮，帶著眼鏡，儼然文化人模樣，隨時眯眼微笑著，學生看一眼他，都想和他多做一些交流……這是於福升在學生心目中的個人自畫像。
講臺上的他，正雙手插兜，很自然的靠在講桌邊，給慕名而來的學生和老師講自己發現雙粲重子的科研之美，講到情深處，他還會小小的“自戀”一下，很自豪的等待臺下的掌聲和呼應。他喜歡物理，和他交談，從他聲音洪亮的講話裡，就可以聽得出他那份
熱愛的自信。 4月12日，核科學與技術學院舉行了一場關於發現雙粲重子過程的報告會，學院2015、2016、2017級的大部分學生參加了此次報告會。於福升講課自帶體系，講到精彩的地方，除了期待學生的掌聲之外，他自己也會鬨堂大笑。他給學生講科研的重要性，科普課本之外的尖端研究。他也善於化繁就簡，講雙粲重子，先給學生科普什麼是粒子物理學，然後再說雙粲重子，講清楚了雙粲重子，再說發現雙粲重子的過程，順次，他會拓展到科研工作者的重要性，會帶熱愛物理的學生走進粒子物理聖地——大型強子對撞機底夸克探測器。學生們聽得很認真。
聽完講座，大部分同學的反響是：於福升老師在課上與其說是一個老師，更不如說他像個孩子，保持著童真，活潑而有趣，“喜歡這樣充滿活力與激情的風格，講座很像座談會，大家就像朋友聊天一樣，很自然，要是嗑著瓜子就更好了。”
興趣是最好的老師。翻閱於福升的人生經歷，可以發現他與物理結緣，真的是興趣使然。他說生活中有很多巧合，別人的童年有喜歡畫畫的，有喜歡唱歌的……而他就喜歡看星空，喜歡數星星。一到假期，翻看天文學的小書成了他假期唯一的樂趣。他會一遍又一遍的去翻《十萬個為什麼》天文物理卷，他說那裡能找到物理現象的原理。
現在，那個喜歡星空的少年
成長為了一名物理研究者
一波三折
2012年，“上帝粒子”希格斯玻色子被發現後，標準物理模型的大塊拼圖已基本完成，但在解決具體問題上還缺少一些細節，比如在重子中夸克之間是如何作用的，等等。”
高原寧教授表示，強相互作用是形成原子核等重要物質的最關鍵的力，分子、原子的質量90%以上都來源於強相互作用，而發現雙粲重子，有助於讓科學家們探索強相互作用在新的夸克構成之下，會有什麼新性質，從而幫助我們加強對強相互作用本質的理解。而這需要理論方案的可行性支撐，才能達到最佳實驗效果。
正是帶著這樣的問題，大型強子對撞機底夸克探測器研究團隊開始了尋找雙粲重子的過程，但這一過程並不順暢。於福升回憶，當時實驗家經過多次嘗試，進展很不理想，他們很困惑，不知道要在哪個衰變過程中才可以探測到、才最容易探測，所以他們就向國內的理論家開始了求助。
2016年春天，於福升接到了大型強子對撞機底夸克探測器研究團隊的求助。
他很快意識到這是一次難得的機遇，但挑戰不小，“我能知道機遇很大，但不能預測挑戰有多大”。經過反覆調研發現，目前國內沒有任何理論做過有關該課題的討論。為什麼呢？原因很簡單，因為這個課題很難，挑戰很大。
雙粲重子的測量之所以難，是因為重子的衰變在理論上一直很困難，因為夸克太多了，很難理解，而粲夸克衰變的理論方法很受限，現在並沒有一種現成的方法去解釋。這就要求於福升要找出一種方法既可以解釋重子的衰變，又得解釋好粲夸克的衰變，這在理論層次又是一座需要跨越的高山。
於是，在沒有任何經驗的情況下，於福升開始了這樣一個挑戰，“剛接觸的時候，碰壁很多。經過反覆研究後，當第一個版本的結果真的出爐時，我很興奮，以為自己成功了。”於福升說，但實驗家告訴他，這一版本成果對於實驗幾乎沒有用，原因是第一版裡的過程大多實驗測不了。
這無疑是個不小的打擊。與實驗家相比，理論物理研究者較為欠缺實驗知識，這是不得不承認的事實。為此，他選擇了主動走進實驗室，主動多學，與中國科學院大學物理科學學院何吉波研究員等團隊成員探討、交流、反覆比較……花了很長時間，他把之前的成果和學習到的內容進行了整合和改變，出了第二版的結果。實驗家們表示第二版進步很大，但於實驗測量而言還不夠完美，同時提出了新的要求：“理論上對於重子的兩體衰變，也就是重子衰變到兩個末態粒子過程是比較容易計算的，三體及三體以上的就很難處理了。但是實驗上探測三個、四個甚至五個帶電的末態粒子都沒問題，關鍵是總的衰變分支比大，實驗家們希望不要侷限在重子的兩體衰變過程。”
困難陡然增大。但面對這樣難得的機遇，他選擇了硬著頭皮做下去。於是，他在這一次過程中融入了更多特別的方法，終於把三個末態，四個末態，五個末態，幾乎所有的可能的情況都給預言了一遍，最終給出了第三個版本，而且在第三個版本中專門標註出哪個過程是實驗探測雙粲重子的最佳選擇，並向實驗家做了相關報告。“反覆、比較、錘鍊，這一次終於對了！很快的，實驗家們花了一個禮拜就做出來了結果，用我們建議的過程發現了首個雙粲重子，解決了困惑了十多年的難題”，於福升講到這裡鬆了口氣。
成果是非常喜人的。於福升的方法提前了人類找到雙粲重子的進度。何吉波研究員評價：“於福升老師是一個理論和實驗知識兼優，且又懂得溝通的合作者，他的研究成果就好比尋找寶藏的藏寶圖，幫助我們用最恰當、最有效的方法找到了雙粲重子。而如果我們一開始就有這張藏寶圖，我們則可能在2013年就發現雙粲重子。”
思考助力
在於福升看來，他的成績不是封閉科研空間的產物。他說，人生的每一段經歷都很深刻，但要學會去總結經驗，無論是成功還是失敗，都要去總結經驗。“對待生活和科研，我的態度是以飽滿的熱情迎接每一天生活，以高度的激情對待每一項科研。對生活對工作都要有激情，生活才會豐富多彩，科研也會越做越開心。”
他是有名的工作狂，但他也很會調節。瞭解他的人，知道他會花足夠多的時間去鑽研，但這不會影響他的生活。因為他會在該陪家人孩子的時候就停下工作，而在工作的時候就高效率的去做，“只做科研難免單調枯燥，生活可以讓人充滿更多的能量。做科研需要思考，而在生活中很多事情就可以鍛鍊思考力。”
他喜歡在工作之餘讀史書，他說讀書可以鍛鍊人的思考力，讀史書時就會引發很多思考，會帶動自己的思維方式，擴展思路，這在科研中是很受用的。除了讀書，他還喜歡爬山，他從小在海邊長大，從小喜歡看大海，但畢業來到大西北後，他喜歡上了大山，他常爬蘭山，說爬山很鍛鍊身體，而且在山頂俯視大地，能使人心胸開闊。
他鼓勵學生多溝通、討論、辯駁，鼓勵學生培養獨立的思考。他的教學，以學生為中心。他說，上課不能光想著把所有的知識點講到，還要讓學生聽懂，而要知道學生有沒有聽懂就需要多與學生交流。於福升鼓勵學生與他討論和辯駁，他希望學生們有覺得不對的地方能打斷他，去反駁他。他說只有在這種最困惑的時候解答了，學生才能醍醐灌頂，恍然大悟。
本文刊載於蘭州大學報2018年5月30日第一版、第三版
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文字 | 任妍 張喜棟 袁曉紀
圖片 | 受訪者提供
主編 | 肖坤
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