他是物理学史上第一个发现反物质的科学家,同时也是我国核物理的鼻祖,在两弹一星的元勋中,有多位是他的学生(他的学生包括邓稼先、钱三强、朱光亚、彭桓武等后世闻名的大科学家);华人最早的诺奖得主李政道和杨振宁,都曾得到过他的教导。
他就是中国科学院院士、著名核物理学家赵忠尧,也是我国核物理研究以及其他诸多物理领域的开拓者,因为他的努力与奉献,极大推动了我国核武器及核工业的发展。
图|赵忠尧(中)
1902年6月27日,赵忠尧出生于浙江诸暨南门赵家,从小赵忠尧就营养不良,身体素质较差。虽然身体羸弱,但赵忠尧从小就知道刻苦学习,在学业上他的各门学科成绩都名列前茅。
1920年,18岁的赵忠尧考上了梦寐以求的学府——南京高等师范学院,赵忠尧非常珍惜学习的时光,在南高师学习的日子里,赵忠尧刻苦钻研物理学,为今后的发展打下了坚实的基础。
1924年,赵忠尧毕业后曾去浙江吴兴师范学校任教,半年后返回东南大学(1923年南京高等师范学校改建为东南大学),任物理助教并补修物理系课程。
1927年秋,赵忠尧赴美国留学,在加州理工学院师从罗伯特·安德鲁·密立根教授,密立根教授是著名的物理学家,他在1923年获得了诺贝尔物理学奖。
在名师的教导下,赵忠尧在物理学方面取得了快速的进步,在这期间,赵忠尧第一次发现了正电子,震惊了整个物理学界。
在美国留学期间,密立根教授给了赵忠尧一个“硬γ射线在物质中的吸收系数”的实验课题。赵忠尧经过一年多艰苦而又细致的实验,不仅完成了课题,而且在1929年底,赵忠尧竟然有了一个重大发现:硬γ射线的高能量光子束,在通过重金属铅时出现了“反常吸收”现象。此为正负电子对撞产生的最早实验证据。
他据此现象写成论文,以《硬γ射线吸收系数测量》为题,发表于1930年5月的《美国国家科学院院报》上。接着赵忠尧继续实验,通过实验,再次证实了正电子的存在,1930年10月,赵忠尧在美国《物理学评论》上发表了他的这一重要发现。
图|赵忠尧
在此解释一下,负电子属于正物质,即我们平时所称的物质:正电子则属于反物质。赵忠尧是人类物理学史上第一个发现反物质的科学家。他观测到的正、负电子湮灭辐射比后来安德逊看到的正电子径迹早两年。
赵忠尧的研究成果为研制正负电子对撞机提供了理论基础,同时也奠定了他在世界物理学界的地位。
发现正电子,这是物理学一次里程碑式的进步,但是1936年的诺贝尔物理学奖,却颁给了晚于赵忠尧两年发现正电子的美国物理学家,同时也是赵忠尧在美国留学时的同学卡尔·戴维·安德逊。
赵忠尧明明是第一个发现正电子的人,却连半个诺贝尔奖没有得到,消息一出物理学界一片哗然。
密立根教授,在闻听赵忠尧没有获得诺奖后,痛苦地说:"这是我最不愿意接受的事情"。
这是诺贝尔物理学奖历史上最大的不公平事件,直到64年后,这场不公的真相才得以被查清。
2000年,曾担任诺贝尔物理学奖委员会评审主任的瑞典科学院院士爱克斯朋,向李政道博士揭开了这个谜的谜底。
原来当年瑞典皇家学会曾经郑重考虑过授予赵忠尧诺贝尔奖,没想到当时有一位在德国工作的女学者,同时她也是位物理学家,在一篇文献中报告她的实验结果与赵忠尧的观察结论不同,并对赵的实验结果的正确性提出了质疑。
这件事在瑞典皇家学会内引起了争论,为慎重起见,他们决定放弃原来的意见,不授予赵忠尧诺贝尔奖,而把该奖项授予了赵忠尧的同学,晚于赵忠尧两年才发现正电子的安德逊。
几年后,多位物理学家终于证实,赵忠尧的实验和观察是完全准确的,而那位提出疑问的女物理学家是由于设备灵敏度不够,才造成了错误的观察,导致她的实验结果与赵忠尧的不同,并且混淆了视听,影响了科学界对赵忠尧成果的评价和认识。
虽然揭秘了真相,但也为时已晚,赵忠尧在1998年已离世。就这样,赵忠尧蒙受了巨大的冤屈,导致已经来到他身边的诺贝尔奖又擦肩而过,成为诺贝尔奖历史上的一大遗憾。
1929年赵忠尧在美国加州理工大学留学时与导师合影。前排右四正后方为赵忠尧
同时,爱克斯朋也承认这是一次重大疏漏,并肯定了赵忠尧在物理学界的地位,他说:
“这是一桩很令人不安的、没法再弥补的疏漏,赵忠尧先生在世界物理学家心中是实实在在的诺贝尔奖得主!
爱克斯朋也直言:“世界欠中国一个诺贝尔奖。”
而得到诺贝尔物理学奖的安德逊,在1983年出版的一本著作中也承认:当他的同学赵忠尧的实验结果出来的时候,他正在赵忠尧的隔壁办公室,当时他就意识到赵忠尧的实验结果已经表明存在着一种人们尚未知道的新物质,他的研究是受赵忠尧的启发才做的。
为此,李政道曾为自己的老师鸣不平,他说:
赵老师本来应该是第一个获诺贝尔物理学奖的中国人,只是由于当时别人的错误把赵老师的光荣埋没了。”
言语中可见李政道对赵忠尧没有获得诺奖,有多么惋惜。
赵忠尧的功绩也深深地印在了每一个物理学家的心里,直到多年后,后辈的物理学家依然记得赵忠尧在物理学的重大贡献。
1979年,丁肇中教授(中国科学院外籍院士、1976年诺贝尔物理学奖得主)在西德同步辐射中心佩特拉加速器落成典礼上,向与会的十多个国家上百名科学家介绍赵忠尧时,说:
“这位就是正负电子产生和湮灭的最早发现者:没有他的发现,就没有现在的正负电子对撞机。”
明明可以得到诺贝尔奖的荣誉,可惜却阴差阳错失之交臂,让无数人深感惋惜。
图|赵忠尧(中)
赵忠尧的另一个历史功绩就是以自己的一人之力,保住了全中国仅有的50毫克镭。
1931年,赵忠尧带着求知的目光进入了英国剑桥大学卡文迪许实验室,并结识了当时著名的物理学家卢瑟福。在卢瑟福的指导下,赵忠尧同时进行着多项研究,苦心钻研的他深深感动了卢瑟福,作为礼物,卢瑟福赠送给了他五十毫克的放射性实验镭。
镭是一种具有很强的放射性的元素,在化学元素周期表中位于第7周期,第IIA族,原子序数88,元素符号Ra,能不断放出大量的热量。
而且镭极其不容易提炼,当时的中国别说50毫克了,就连1毫克都没有,可见,这50毫克的镭有多么珍贵。
同年,赵忠尧学成回国,到清华大学担任物理系教授,赵忠尧深知国内需要镭做实验,便将这50毫克镭也带回国,他把这份珍贵的礼物存在清华大学实验室的保险柜里。
在清华大学期间,赵忠尧开设了中国首个核物理课程,主持建立了中国第一个核物理实验室。赵忠尧与他的老师叶企孙一起,还培养了一批后来为中国的原子能事业做出重要贡献的人才:包括王淦昌、彭桓武、钱三强、邓稼先、朱光亚、周光召、程开甲、唐孝威,这八位为中国两弹一星事业作出突出贡献的功勋科学家,都曾经受业于赵忠尧。
图|“两弹一星”科学家
正当赵忠尧将全部精力投入到国内物理学建设和研究中时,抗战爆发了,日本侵略者的炮火打破了宁静的课堂,以至于幅员辽阔的华夏却放不下一张安静的书桌。
随着形势日益危急,清华大学成为了极其危险的地方,在此情况下,北方各大高校紧急南下躲避战火。
在撤退前,赵忠尧马上想到了放在实验室保险柜的五十毫克放射镭,这是极其珍贵的物质,绝对不能让日本人抢去。
可是此时已经是1937年10月了,日军已经占领了清华园。虽然返回清华很危险,但是赵忠尧毅然决定抢回50毫克镭。
他联系了同样是清华的老师梁思成,两人冒着生命危险奔赴清华大学,将50毫克镭取了出来,也正因为如此,赵忠尧没有赶得上与清华师生大部队一起撤离。
无奈,赵忠尧只能自己带着50毫克镭独自南下。可是在战火纷飞的年代,想要安全南下与清华师生汇合谈何容易,到处是战火、不断有土匪抢劫。为了掩人耳目,赵忠尧找到一个不起眼的破坛子,把放着镭的铅桶装了进去,他又找了破旧的衣服,把自己弄得披头散发,扮成一个乞丐跟着难民前行。
白天赵忠尧与众人躲起来,晚上急忙赶路,一路上风餐露宿、吃尽苦头,但是那个破咸菜坛子永远不离身。同行的难民有人注意到他的异常,就打趣问道:"你这里装的是什么宝贝呀?"。
赵忠尧谨慎地说:"装的是我父亲的骨灰。"
图|赵忠尧上世纪四十年代在美国的照片
经过一个多月的长途跋涉,衣衫褴褛的赵忠尧终于在长沙找到了清华大学在长沙的临时学校。当赵忠尧在学校门口出现时,门卫误以为他是乞丐,直到赵忠尧见到了清华大学校长梅贻琦,梅校长得知这竟然是赵忠尧时,不禁泪湿衣襟。
赵忠尧的50毫克镭有多么重要?可以说,如果没有这50毫克镭,两弹一星事业将更加困难。赵忠尧带领学生,用这仅有的50毫克宝贵的镭,做了很多人工放射性实验,为今后的两弹一星事业积累了大量的实验数据和资料。
1938年到1945年,赵忠尧在西南联大执教,物理学奖得主杨振宁也曾在西南联大学习,并曾得到赵忠尧的亲自教导,杨振宁曾回忆自己在西南联大的求学生涯:
我在昆明学到的物理已经达到当时世界最高水平。
为什么杨振宁敢这么说,因为教导他的正是赵忠尧,一位本应得到诺贝尔奖的物理学家,在这样的名师下学习,当然是世界最高水平了。
图|1946年赵忠尧以观察员身份参观美国试爆原子弹,前排左一为赵忠尧
赵忠尧也是第一个亲眼看到核爆炸的中国物理学家。1946年,赵忠尧去参观美国的原子弹试验。6月30日,赵忠尧作为应美国政府之邀前来的英、法、苏、中四个同盟国中,中国的代表,在距太平洋小岛———比基尼岛25公里远的“潘敏娜”号驱逐舰上,看到了原子弹爆炸的磨菇云,并将有关数据默默地牢记在自己的脑海中。
之后,赵忠尧又在美国麻省理工学院、加州理工学院等处进行核物理和宇宙线方面的研究。
图|赵忠尧(左)回国前夕与友人合影
新中国成立后,赵忠尧看到了中华民族崛起的希望,决定冲破万难回国。在物理学界驰骋多年的赵忠尧深知加速器是制造原子弹的核心设备,为躲开美国联邦调查局和海关的严密检查,他将自己几年来收集到的加速器零部件分装入30多个箱子,与购买的教学设备混在一起,陆续运回祖国。
设备虽然安全的运回,但是赵忠尧本人的归途却遇到了难以想象的困难。直到1950年8月,他才侥幸获得一份过境香港的签证,1950年8月29日,赵忠尧和钱学森、邓稼先等100多名留美学者一起登上了美国的“威尔逊总统号”,准备返回祖国。
图|赵忠尧、钱学森、邓稼先等百名留美学生学成归国,在甲板上集体合影
看似回国在即,可是美国怎么会如此轻易放走这批精英呢,正要启航时,美国联邦调查局的特工突然上船搜查,钱学森的书籍和笔记本都被扣留,而钱学森本人也被被押送到特米那岛上关了起来。
赵忠尧虽然被放行了,可轮船开到日本横滨时,美国特工反过神来:抓钱学森是因为他一个人顶五个师,而这个叫赵忠尧的中国人,辗转在美国最顶级的四个核物理实验室混迹了四年之久,他究竟能顶五个师还是十个师,已经无法估算了。
就这样,美军武装人员气势汹汹地冲上船,抓走赵忠尧,在无凭无据的情况下,将他押进了美军在日本的巢鸭军事监狱。
赵忠尧以“莫须有”的罪名被逮捕的消息传出后,在国际上引起了轩然大波,美国科学界也对此表示强烈抗议,中国政府更为此发表严正声明。
在经历了长时间的中美谈判和斡旋之后,赵忠尧终于在1950年11月28日回到祖国的怀抱。
图|1950年11月,沈善炯、罗时钧、赵忠尧(自左至右)于日本蒙难释放后留影
回到祖国的赵忠尧马不停蹄地参与了当时的物理学研究,他把自己在美国学到的研究的内容悉数和他的团队分享。
有了更深的理论基础研究和理解,中国的物理学发展如日中天,赵忠尧还主持建成了中国第一台70万电子伏的质子静电加速器。
之后,赵忠尧还主持研制成功了250万电子伏的质子静电加速器。这两项研究的成功,都为国家发展核工业发展打下了最坚实的基础。
值得一提的是,赵忠尧主持研制的这台250万电子伏静电加速器,一直为共和国服役到2000年前后,为我国的核工业作出了巨大贡献。
正当赵忠尧全力以赴开展核物理研究时,动荡的岁月来临了,赵忠尧无辜被指责入狱。而恰好就是这段时间,我国开始了“两弹一星”的研究,他则因为牢狱之灾,与此次研究无缘。不然,他也必定是“两弹一星”元勋之一。
虽然赵忠尧没有亲自参与“两弹一星”的工程,但是他的学生们没有辜负他的期望,成功完成了“两弹一星”,为中华民族的崛起,打下了坚实的基础。
1998年5月28日,赵忠尧因病逝世,享年96岁。赵忠尧院士,是中国物理科学史上的一座丰碑,也是世界物理科学史上的一颗耀眼的明星,他的事迹及为祖国作出的重大贡献,我们将永远铭记在心!
美国钱学森李政道赵忠尧卢瑟福发布于:天津市声明:该文观点仅代表作者本人,搜狐号系信息发布平台,搜狐仅提供信息存储空间服务。