今年是我國核物理學(xué)研究的開拓者趙忠堯誕辰110周年。趙忠堯(1902.6.27—1998.5.28)是我國核事業(yè)的先驅(qū),核科學(xué)教育的開創(chuàng)者。
1902年6月27日,趙忠堯誕生于浙江諸暨的一個小鄉(xiāng)村里,母親生他時(shí)已46歲,所以趙忠堯個子瘦小,身體不很健康,他門門功課都非常好,但體育分?jǐn)?shù)老是紅燈高懸。
15歲時(shí),趙忠堯進(jìn)了諸暨縣立中學(xué),學(xué)習(xí)成績優(yōu)秀,畢業(yè)后考取東南大學(xué)化學(xué)系,3年半后提前畢業(yè)。這時(shí)他父親去世,家境困難,他應(yīng)湖州第三師范之聘成了該校理科專任教員,后來成為東南大學(xué)理學(xué)院葉企孫教授的助教,物理學(xué)就成為他的終身專業(yè)。
1925年,清華大學(xué)延聘葉企孫任教,葉企孫把趙忠堯帶到物理系讓他任助教,趙忠堯時(shí)年23歲,他協(xié)助葉企孫創(chuàng)辦了清華物理實(shí)驗(yàn)室。1927年夏,趙忠堯出國留學(xué)進(jìn)入美國加州理工學(xué)院研究部從師諾貝爾物理學(xué)獎得主密立根(R.A.Millikan)。1930年以《硬γ射線通過物質(zhì)時(shí)的吸收系數(shù)》為題獲得博士學(xué)位。他的論文邏輯嚴(yán)密、實(shí)驗(yàn)細(xì)致、分析透徹,被評為優(yōu)等論文,刊登在1930年5月美國的《國家科學(xué)院院報(bào)》上。
1929—1930年,是二十七八歲的趙忠堯研究工作最有創(chuàng)新的年代。他對反物質(zhì)現(xiàn)象的研究,使人類歷史上第一次觀察到了直接由反物質(zhì)產(chǎn)生和“湮沒”所造成的現(xiàn)象,被稱之為“正負(fù)電子湮沒效應(yīng)”。人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一的反物質(zhì)是正電子,趙忠堯正是第一個捕捉到正電子的科學(xué)家。
1932年,安德遜在云霧室中觀測到正電子徑跡,為此榮膺1936年諾貝爾物理學(xué)獎。他說過,當(dāng)他的同學(xué)趙忠堯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果出來的時(shí)候,他正在趙忠堯的隔壁辦公室,當(dāng)時(shí)他就意識到趙忠堯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)存在著一種人們尚未知道的新物質(zhì),他的研究是受趙忠堯的啟發(fā)才做的。前諾貝爾物理學(xué)獎委員會主任愛克斯鵬在1997年撰寫的一篇文章中坦誠地寫道:“我們有一處令人不安的遺漏,在談到有關(guān)重靶上高能(2.65兆伏)γ射線的反常吸收和輻射這個研究成果時(shí),沒有提到中國的物理學(xué)家趙忠堯,盡管他是最早發(fā)現(xiàn)硬γ射線反常吸收者之一,趙忠堯在世界物理學(xué)家心中是實(shí)實(shí)在在的諾貝爾獎得主!”
由此可見,趙忠堯在上個世紀(jì)30年代初就曾經(jīng)與諾貝爾物理學(xué)獎失之交臂,他沒有像他后來的學(xué)生楊振寧和李政道那么幸運(yùn)——他們在1957年雙雙獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。
1931年趙忠堯?qū)W成歸國后到清華大學(xué)擔(dān)任物理學(xué)教授,當(dāng)時(shí)葉企孫從理學(xué)院調(diào)任清華大學(xué)校務(wù)委員會主任,吳有訓(xùn)接任理學(xué)院院長,趙忠堯曾經(jīng)一度接任物理系主任,他開設(shè)了我國首個核物理課程,主持建立了我國第一個核物理實(shí)驗(yàn)室。他和物理系的同事一起,用蓋革計(jì)數(shù)器進(jìn)行γ射線、人工放射性和中子物理的研究,研究結(jié)果有的發(fā)表在《中國物理學(xué)報(bào)》上,也有一些發(fā)表在英國的《自然》雜志上——如《硬γ射線與原子核的相互作用》,以及《Ag、Rh、Br核的中子共振能級的間距》等。著名物理學(xué)家E.盧瑟福在前一篇論文前加了按語,說這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供了正負(fù)電子對產(chǎn)生的又一證據(jù),并對趙忠堯回國后能自己動手創(chuàng)造條件,繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)研究大加贊賞。1937年,抗日戰(zhàn)爭爆發(fā),趙忠堯先后到云南大學(xué)、西南聯(lián)大和中央大學(xué)任教,給一二年級的大學(xué)生上過普通物理學(xué)、力學(xué)、電學(xué)等基礎(chǔ)課程。在那種難以想象的艱苦條件下,他除了教學(xué)工作之外,還和張文裕用蓋革密勒計(jì)數(shù)器做了一些宇宙線方面的研究工作。由于在當(dāng)時(shí)的條件下不可能完成這些實(shí)驗(yàn),他便將實(shí)驗(yàn)方案寫成文章在國外發(fā)表。趙忠堯與他的老師葉企孫一起,培養(yǎng)了一批后來為我國的原子能事業(yè)作出重要貢獻(xiàn)的人才:王淦昌、彭桓武、錢三強(qiáng)、鄧稼先、朱光亞、周光召、程開甲、唐孝威,諾貝爾物理學(xué)獎得主李政道和楊振寧也都曾受業(yè)于趙忠堯。
抗戰(zhàn)勝利后,趙忠堯教授感到非常有必要在國內(nèi)建立設(shè)備較好的核物理實(shí)驗(yàn)室。1946年,他赴比基尼群島參觀美國的原子彈試驗(yàn),之后又在美國麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院等處進(jìn)行核物理和宇宙線方面的研究。
1950年趙忠堯沖破重重困難,毅然回到新中國,參與中國科學(xué)院近代物理研究所的創(chuàng)建。利用回國時(shí)帶回的加速器部件和試驗(yàn)設(shè)備,他先后于1955年和1958年建成了我國最早的70萬伏和200萬伏高氣壓型質(zhì)子靜電加速器,為我國核物理、加速器和真空技術(shù)、離子源技術(shù)的研究打下了基礎(chǔ)。以靜電加速器為基礎(chǔ),趙忠堯教授又主持建立了核物理實(shí)驗(yàn)室,具體領(lǐng)導(dǎo)和參加了核反應(yīng)研究,為開創(chuàng)我國原子核科學(xué)事業(yè)作出重要貢獻(xiàn)。
上世紀(jì)50年代,趙忠堯家住中關(guān)村,周末和節(jié)假日,他就要請研究所里的年輕人來家聚聚,師生融洽,一起切磋學(xué)術(shù)上的問題,有時(shí)也做一些消遣性的游戲,如解九連環(huán)、打橋牌等。
“文革”中,由于曾滯留美國的經(jīng)歷,趙忠堯被戴上“特務(wù)嫌疑”的帽子,關(guān)進(jìn)了牛棚。
進(jìn)入上世紀(jì)70年代,面對嚴(yán)峻的國際形勢,中央決定狠抓高科技,加強(qiáng)國防建設(shè)。1973年,高能物理研究所成立,趙忠堯恢復(fù)工作,擔(dān)任副所長并主管實(shí)驗(yàn)物理部的工作。幾代人為之奮斗的目標(biāo)——在中國建造高能加速器,終于被提上了議事日程。盡管趙忠堯年事已高,但他仍然積極參加了高能實(shí)驗(yàn)基地的建設(shè)以及有關(guān)的學(xué)術(shù)會議,并帶出了一批青年才俊。
1984年,北京正負(fù)電子對撞擊機(jī)破土動工。1989年以來,一批新的科研成果陸續(xù)問世,這一切蘊(yùn)含了包括趙忠堯在內(nèi)的老一輩科學(xué)家的心血,而此時(shí),奮戰(zhàn)在科研一線的則是他們培養(yǎng)出來的新一代中青年科學(xué)家。中國第一枚原子彈誕生,第一枚氫彈爆炸,第一艘核潛艇下水,第一個高能量的正負(fù)電子對撞機(jī)問世,第一個核電站破土動工,這些原子能開發(fā)領(lǐng)域的成果,有差不多一半的技術(shù)力量來自趙忠堯和他的學(xué)生們。
新的歷史時(shí)期,趙忠堯盡管年事已高,但因他德高望重,深孚眾望,還是出任了中國物理學(xué)會名譽(yù)理事長和中國核學(xué)會名譽(yù)理事長。為了表彰他對我國核物理研究的開拓性貢獻(xiàn),香港的何梁何利基金會于1995年向趙忠堯頒發(fā)了“何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎”。
獲獎后,趙忠堯當(dāng)即決定將“何梁何利獎”的獎金全部捐贈出來,設(shè)立“趙忠堯獎基金”,以獎勵清華大學(xué)、中國科技大學(xué)、東南大學(xué)、北京大學(xué)和云南大學(xué)物理系的優(yōu)秀學(xué)生,激勵他們?yōu)樽鎳姆睒s富強(qiáng)勤奮學(xué)習(xí)。
趙忠堯?yàn)槿苏?、忠厚,一生只知兢兢業(yè)業(yè)地為國家工作,所得到的榮譽(yù)和地位與他的成就極不相稱。作為中國核物理研究的開拓者之一,國人對他所知甚少。
1998年5月28日,當(dāng)趙忠堯以96歲高齡辭別人世時(shí),遺體告別儀式極其簡單,媒體也并無太多報(bào)道,這不能不說是中國的遺憾。不過,我相信,歷史終會記住,中國曾經(jīng)有過這樣一位杰出的物理學(xué)者,一位創(chuàng)造過如此輝煌業(yè)績的核物理先驅(qū),一位為我國的物理事業(yè)嘔心瀝血、奉獻(xiàn)了一生的愛國者!
王渝生,理學(xué)博士,教授,博士生導(dǎo)師,國家教育咨詢委員會委員,中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會副理事長,原北京市科協(xié)副主席。