研之成理：
厚德載物 —— 從理論物理到推廣基礎物理研究
朱明中 教授
物理系
厚德載物 —— 從理論物理到推廣基礎物理研究
步入朱明中教授的辦公室，映入眼簾的是一片翠綠的植物、牆上大大小小的書法，以及數之不盡的書籍，整個環境難以令人聯想到朱教授所研究的是粒子物理。從求學到1995年加入中大後，朱教授一直研究理論物理；然而到今時今日，大家對於朱教授更深的印象，是他和團隊進行有關粒子的研究，以及他對天文物理的熱愛。原來當年的一個大膽決定，除了令朱教授在研究事業的方向作出極大的改變，更令日後香港的粒子研究科研團隊成為亞太地區核心成員，走在基本粒子物理研究的最前沿。
機緣巧合的研究轉捩點
2003年12月，來自加州大學柏克萊分校 (UC Berkeley) 的友人陸錦標教授回港與朱教授聚舊，閒聊中提到全世界研究中微子 (Neutrino) 的最佳地點，原來正是距離尖沙咀約50公里、自1994年開始運作的大亞灣核電站 (下稱「大亞灣」) 。對比當時國際間用作反應堆測量中微子實驗站的候選地點，大亞灣所設的高功率反應堆體及靠山的地理結構更勝一籌。大亞灣的岩石質量適合開挖地下隧道及建造三個容納多個探測器的地下實驗大廳，提高實驗的準確性。而地下實驗大廳可以屏蔽自然背景輻射中宇宙射線的干擾，避免影響實驗的精確性。
在此之前，朱教授從未想過在香港鄰近地區，原來也符合進行粒子物理實驗的條件。本身從事理論物理研究的他，覺得應捉緊這個近水樓台的優勢，因為這正正是香港發展粒子物理研究的機遇。於是，朱教授和陸教授從全球召集從事中微子研究的科學家，討論參與相關研究的可能性，而政府對這項建議的支持，也為開展核電站實驗提供極大便利。在天時地利人和皆備的條件下，朱教授帶領中大及其他本地團隊參與大亞灣反應堆中微子實驗至今。回想起當年的一個大膽決定，當中所牽涉的龐大人力物力，還有他毅然改變事業航道，令他堅持下去的就是一份強大的信念。
「基礎物理研究是非常重要，如果香港的團隊有幸對基本粒子物理研究作出貢獻，無論過程多麼辛苦也是值得。香港團隊過往未有相關研究的國際大型合作經驗，今次的貢獻足以證明香港科學家的能力，無庸置疑是一份認同。」
自2004年籌劃實驗起，朱教授作為香港實驗組的首席研究員，其團隊在大亞灣中微子實驗貢獻良多。大亞灣合作組至今發表多個中微子實驗結果，包括高準確度的中微子theta-13「混合角」(mixing angle)，「惰性中微子」(Sterile neutrino) 的搜尋結果等。中微子物理對宇宙演化至關重要，甚至可能是為什麼宇宙中反物質如此之少的關鍵，這是我們世界存在的必要條件。
朱教授與中大物理系學生攝於大亞灣核電廠地下實驗室，圖後是設有四個反中微子探測器的水池
向世界出發
團隊在項目的貢獻獲合作組內其他成員的賞識，主動邀請團隊加入歐洲核子研究組織 (CERN) 進行合作實驗。在2014年，朱明中教授帶領由中大、香港大學及香港科技大學物理學家組成的隊伍，加入 CERN 的 ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus) 合作組研究團隊之一，參與最前沿粒子撞擊實驗，令香港粒子物理學家躋身國際科研舞台。在 CERN 的國際大型合作中，不單是當中的粒子物理研究吸引著朱教授，還有的是來自不同國家的科研人員均因科學研究而放下歧見，打破界限和隔膜。即使他們的國家在政治上處於敵對狀態，但在 CERN 的環境中，每個科學家也為了最前沿基本粒子物理研究而將俗世事暫且放下。這份單純對科學知識的探求、全心全意對開闢新物理模型的熱誠，給朱教授留下深刻印象。
朱教授與中大物理系學生攝於 CERN 的大型強子對撞器其中一個大型實驗探測器--超環面儀器 (ATLAS detector)
重視培訓物理人才
不論是前沿的粒子物理，或是其他的基礎物理研究，雖然其成果在未來數十年未必在實際生活中應用，但在探索期間卻會帶來新的技術。例如科學家從基礎科學研究中研發出激光，如今已轉化為多種民用器材。前沿的粒子物理或需花上數十甚至上百年，歷盡幾代科學家的努力才取得重大突破；因此，培訓人材傳承研究工作任重道遠。
中大物理系其中一項對本科生最吸引的活動 -- 於2016年暑假起開始所舉辦的遊學團，正是朱教授作為其中一位牽頭人，迄今已是第四屆 (按：因新型冠狀病毒肺炎肆虐全球，本年度的遊學團被迫取消)。與一般的暑期交流不同，除了中大理學院的本科生，對物理感興趣的中學生也能一同參加。作為其中一位主要統籌者，朱教授回想幾年來，與同事梁凱迪博士、梁寶建博士曾經齊齊化身旅行社領隊，親力親為幫學生打點交流團事宜，當中包括計劃行程、擔任「保姆」，甚至因為美國某內陸機只能透過長途電話預訂機票，朱教授惟有在凌晨二、三時設置鬧鐘起床搶機票，為的便是讓參與遊學團的學生能親臨著名大學及各科研設施，跟不同國籍的前線研究人員，包括中大物理系舊生交流接觸，了解最前線的研究生活之餘，親身參與國際大型科研合作實驗作體驗式學習。同學在回港後，亦要就交流提交相關報告和進行匯報，鞏固所學。除了知識上的得著，朱教授覺得交流團更能鍛鍊學生在團隊合作、表達交流等能力，對日後各方面的發展都有所裨益。縱然交流團繁瑣事萬千，但當朱教授娓娓道出學生的得著時，面上總掛著一絲微笑，或許這就是「俯首甘為孺子牛」的寫照。
朱教授、中大物理系及香港資優教育學苑的學生參觀 CERN 的緊湊緲子線圈實驗
學生在中大物理遊學團期間，在 CERN 製作觀察宇宙射線的雲霧室
將研究成果轉化成 STEM 教育
近年來，學術界強調高等院校的研究成果需轉化為非學術效益 (Impact)。朱教授的基礎物理研究短時間內或許未能在實際生活中應用，然而他著手籌辦一系列的 STEM 活動，旨在發揮現時已有的非學術效益。在2019年，朱教授的「利用高能粒子撞擊研究物質的基本結構」研究便獲教資會「卓越學科領域」獲撥款約7,800萬港元。一方面，他善用項目中獲得的最新數據，並參考 CERN 中「Masterclasses」外展教育的模式加以改良，為本地的學生提供一個直接參與基礎科學研究的渠道。同時雙管齊下，為中學的數理老師提供相關培訓，讓學生在活動中透過「動手做」運用所學的跨學科知識，並培訓他們的創意、解難、應用創新科技、協作等能力，裝備急速科學及科技發展所帶來的轉變和新挑戰。朱教授慨嘆道：「香港學生其實非常『醒目』，如果可以在常規課程外同時培養他們的科學精神，相信整體人才培訓的效果更為理想。」
「不忘初心」
加入中大超過四份一世紀，朱教授剛於2020年8月出任物理系系主任一職。除了卓越的研究成果，他在中大開辦和教授的多個物理和通識課程，多年來口碑載道；除了學科知識的傳授，他更與學生打成一片，深受學生愛戴。而朱教授對年青教研人員分享的心得，正是出自佛家寶典《華嚴經》中的「不忘初心」。
朱教授亦指出現在於大學從事教研工作，每一方面均有相應的客觀評估作監察，對於新入職、未獲終身教席的教研人員的確有一定壓力，然而身處瞬息萬變的年代中，最可靠的往往就是自己的信念；即使在短時間內可以應付到一定要求、完成量化的目標，但要問問內心是否快樂、有沒有享受當下，絕不能為了迎合無盡要求，扭曲甚至放棄自己原有的想法。他舉例說，即使每年的教學評分 (Course and Teaching evaluation) 對於自己的升遷有所影響，也不應以討好學生作為手段。最重要的還是對學生的真誠，朱教授覺得中大的學生絕對能感受到老師的付出。
從事科研工作是一項終身事業，只著眼短暫的利害也許只會局限了自己的發展。正如朱教授分享中提及的「不忘初心」，在《華嚴經》中的下一句正是「方得始終」，只有堅持信念，才能找對工作、甚至人生的方向。
文：熊思敏 | 編輯：宋嘉恩
