与诺贝尔奖擦肩而过——两弹功勋赵忠尧院士诞辰100周年祭
发布日期: 2009-11-18     访问次数: 2295

与诺贝尔奖擦肩而过

———两弹功勋赵忠尧院士诞辰100周年祭 

赵岳阳

  当我们正在准备庆祝党的生日,正在科教兴国为中华民族的伟大复兴而努力奋斗的时候,我们可曾记起一位曾经为党、为祖国的科学教育事业作出卓越贡献,在人类的科学史上留下重要一笔的著名的科学家———赵忠尧院士。“赵忠尧”这三个字,在世界物理学界是显赫的!今年6月27日是他百年诞辰的日子。

    1902年6月27日,赵忠尧出生于浙江诸暨南门赵家。他是人类物理学史上第一个发现反物质的物理学家,两弹功勋,我国核物理研究和加速器建造事业的开拓者,我国原子核物理、中子物理、加速器和宇宙线研究的先驱、启蒙者和奠基人。先后任教于清华大学、云南大学、西南联大、中央大学、中国科技大学。1948年3月当选为中央研究院院士(共81名)。建国后,历任中科院物理研究所、原子能研究所和高能物理研究所副所长,中国核学会名誉理事长,中国物理学会副理事长等职。三至六届人大常委,多届全国人大代表。

    2000年9月15日,他的学生,诺贝尔奖获得者、著名华裔物理学家杨振宁先生,在“两弹功勋”赵忠尧纪念馆开馆仪式上感慨万千。他不仅看到了当年西南联大赵忠尧老师向清华大学校长梅贻琦推荐自己改学原子核物理的书信,而且还看到了赵老师主持建成的中国第一台加速器。纪念馆墙上高挂着的赵忠尧与爱因斯坦、玻尔等著名科学家的合影,昭示着人类文明是不会忘记它的开拓者的。

   他是中国物理科学史上的一座丰碑!世界物理科学史上的一颗明星!

一、伟大的发现
    1925年赵忠尧毕业南京东南大学。1927年秋,赴美国留学,在加州理工学院师从校长密立根教授(1923年诺贝尔物理学奖得主)。密立根教授给了他一个“硬γ射线在物质中的吸收系数”的实验课题。经过一年多艰苦而又细致的实验,1929年底,赵忠尧发现: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。

   开拓者的眼光总是敏锐的,赵忠尧不愧是真正的开拓者!为了探寻科学的奥秘,弄清硬γ射线与物质相互作用的机制,紧接着他又开始酝酿新的实验:观测重元素对硬γ射线的散射现象。功夫不负有心人,经过几个月夜又继日的工作,赵忠尧惊喜地发现了“额外散射射线”,即正负电子对的湮灭现象。还进一步测量出这种辐射的能量为0?郾5兆电子伏,恰好是电子的静止质量的大小。这些观测记录是电子对湮灭过程的最早观察。这篇题为《硬γ射线的散射》的论文于1930年10月在美国《物理评论》杂志上发表,引起了物理学界的高度重视。

    两篇论文的结果表明:赵忠尧第一次发现了正电子的存在。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。他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。他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。他的发现向全世界证明了中国人的聪明才智,中华民族的优秀儿女是完全有能力创造科学奇迹的。其意义是伟大而深远的!1931年秋,赵忠尧到英国拜会了原子物理大师卢瑟福。1931年冬,赵忠尧回到清华大学组建核物理实验室,在极为简陋的条件下继续研究,发表在英国《自然》杂志上的《硬γ射线与原子核的相互作用》一文,为正负电子对的产生又提供了新的实验证据。卢瑟福亲自撰文予以肯定。

二、历史的遗憾
    开拓者的道路总是充满荆棘的。两年多后,赵忠尧的同学安德逊(C?郾D?郾Aderson)在赵忠尧实验成果的直接启发下,在威尔逊云雾室中观测到了正电子的径迹。当1936年对发现正电子这项举世瞩目的研究成果授予诺贝尔奖时,安德逊教授获得了诺贝尔物理奖。由于种种离奇而又微妙的原因,在1930年首先发现正、负电子湮灭的赵忠尧竟然榜上无名。这是历史的不公!半个世纪以后,杨振宁、李炳安等教授才查清了真相。原来继赵忠尧之后,有两个人做了实验,一个因方法错误而没有重复出赵忠尧的结果,一个因仪器灵敏度不够而没有观测到软γ射线。错误混淆了视听,影响了科学界对赵忠尧成果的评价和认识。

    人为的因素造成了历史的遗憾。为此瑞典皇家学院院士、前诺贝尔物理奖委员会主任爱克斯朋(G?郾Ekspong)教授专门讲到此事,并告诫人们“疏漏”赵忠尧先生的这一历史功绩,是一桩“很令人不安的、没法再弥补的疏漏”。他还特别指出赵忠尧先生观测到的电子的静量(0?郾5兆电子伏),就是对正电子质量最早的测量!单凭这一点,赵忠尧先生完全应该得到一次诺贝尔物理奖,或许这正是爱克斯朋教授对“疏忽”这样“不安”的原因吧?诺贝尔科学奖对任何一个科学家来说都是神圣的,可赵忠尧却与之擦肩而过。所幸的是,在李政道、丁肇中等教授的澄清下,赵忠尧的成果已得到了世界物理科学界的认同,他是这一奖项所授予的发现成果的首创者和主要的立功者,是实在的诺贝尔奖得主!本来应当是第一个获诺贝尔物理奖的中国人!而赵忠尧先生却淡然处之,毕竟历史和人民的承认和理解才是最珍贵的!

三、加速器的由来
    赵忠尧是第一个亲眼看到核爆炸的中国物理学家。1946年,中央研究院总干事萨本栋教授推荐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观“战”的英、法、苏、中四个同盟国中黑头发黄皮肤的代表,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。

    此行的另一个重要任务是受萨本栋的重托:尽可能多地了解美国在核物理方面的新进展,并设法购买核物理研究设备。当时单一台加速器就要40万美元,萨本栋秘密汇来的12万美元,无异杯水车薪,况且美国政府是根本不允许此类产品出口的。因此他决定自己动手设计一台规模较小、结构先进的高压静电加速器,利用在美国购买器材和加工高精密度零件的便利,回国装配。于是他设法重新回到了加州理工学院、周旋于老师和同事之间,以获取加速器设计和制造的细节知识。经过艰苦地努力,终于成功地完成了一台能量为200万电子伏的高压型质子静电加速器的设计。设计是完成了,接下来他开始活跃在几个熟悉的物理实验,以替完成某些科研项目来换取有关加速器制造的技术资料和零件。在众多师友的帮助下,基本完成了此行的重任。在此期间,又在美国《物理评论》上发表了《混合宇宙线簇射》、《质子轰击F19时所产生的低能α粒子的研究》等处在当时核反应研究前沿的论文。

四、艰难的归程
    1949年10月1日,中华人民共和国宣告成立!异国他乡的赵忠尧激动得彻夜未眠,他感到了民族的希望、国家的兴旺,急切地盼望自己的国家建立起核科学研究体系。于是立即开始做回国的准备工作,先将已加工好的静电加速器部件和采购的核物理实验器材发运回新中国,经过美国联邦调查局的检查和被扣留一些器材后,总算顺利地将大小30余箱珍贵器材安全运回中国。

    1950年8月29日,他和沈善炯、钱学森的学生罗时钧等一起登上美国“威尔逊总统号”轮船回国。踏上了回国的归途。正要启航的时候,美国联邦调查局特工突然上船搜查,并以违反出口法为由,将赵忠尧随身所带物理书籍全部扣下,居然还说:“你的行李里面,有些不需要的东西,我们拿掉了”。尽管如此,当1950年9月20日,轮船途经日本横滨时,几名美国便衣声称奉美国总部命令,要赵忠尧到船长室谈话,将赵忠尧的笔记本全部抄走,连一块肥皂也不放过。并以“加州理工学院的钱学森已被拘留”加以威胁。赵忠尧被拘押在美驻日情报部,深夜12时移至东京中野美军监狱,次日晨被美军最高司令部转移到扣留日本战犯的巢鸭监狱。赵忠尧教授等3人多次提出抗议,美方的回答是:“我们执行华盛顿的决定,我们无权处理”。

    赵忠尧教授等3人在日本受到美国当局的无理扣压和钱学森教授在美国受到非法拘捕的消息一径走漏,立即引起了世界舆论的关注,也激起了中国各界人士的义愤。1950年9月24日,中华全国自然科学专门学会联合会会长李四光就美国政府非法拘留我国科学家一事,分别致电联合国大会主席安迪让和世界科学工作者协会书记克劳瑟博士,控诉美帝国主义迫害科学家的罪行,并向美国政府提出严重抗议,要求立即释放拘捕的科学家,并要美国政府保证今后不得再有类似行动。10月9日,南京大学校长潘菽等169人联名致电联合国秘书长赖尹、美国总统杜鲁门。广州科学工作者侯过等1675人致电联合国大会主席安迪让、美国总统杜鲁门,一致抗议美国无理扣留钱学森、赵忠尧等人,要求立即恢复他们的自由。11月20日,北京大学理学院和工学院教授曾昭抡等48人,致电当时正在波兰华沙举行的第二届世界保卫和平大会,请大会主持正议,制止美国政府的法西斯暴行。美国加州理工学院的师友和全世界科学界人士都以各种方式给予有力的支持。美国政府迫于国内外压力,在搜无实据的情况下,不得不放行。期间赵忠尧抵住了各种劝说,威胁和利诱,历经磨难,在拒绝了台湾国民党驻东京使团团长何世礼、台湾大学校长傅斯年的邀请之后,终于在1950年11月底取道香港回到了祖国。

    当时美联社也作了报导:“中国原子能权威赵忠尧教授昨日自日本(他在那里被美国占领部队扣留)抵达香港。他因据说‘与钱学森教授案件有纠葛’而被讯问。钱学森教授在9月初因企图把喷气机材料送往北京而在洛杉矶被捕。赵氏今日在英国警察保护下通过香港边界。”

    赵忠尧崇高的爱国精神和不屈不挠的战斗意志得到全国上下的高度评价,一路上受到著名科学家和教育负责人的热烈欢迎。新华社、《人民日报》及全国各大报纷纷发表专题专访文章。1951年1月,赵忠尧教授抵达北京,政务院副总理兼文化教育委员会主任、中科院院长郭沫若亲自主持了有李四光、竺可桢、吴有训、钱三强等数十名科学家参加的欢迎宴会。1955年,被美国海军次长说成“抵得上五个师”的钱学森也回到了中国。可五角大楼却忘了估算一下,赵忠尧及其带回中国的技术设备和仪器设备能抵得上多少个师。

五、巨大的贡献
    回国后,赵忠尧主持建成了我国第一台质子静电加速器(70万电子伏)、第二台质子静电加速器(250万电子伏)。并着手核物理实验方面的建设,进行原子核反应的研究。发表了《硬γ射线和原子核的相互作用》及质子弹性散射、氖核削裂反应方面的研究论文数十篇,并主编了《原子能的原理和应用》等专著。在60多年的教学和研究中,赵忠尧教授在岗位上为发展我国的核物理研究事业,培养了几代核物理和高能物理人才(有“中国原子弹之父”之称的王淦昌就自称是赵忠尧的学生),使我国较早跻身世界核大国行列。同时也为我国的真空技术、高压技术、离子源技术的发轫,作出了重大贡献。

六、朴实的人生
    随着22亿电子伏正负电子对撞机的研制成功,我国高能物理和核物理的研究终于有了坚实的基础,赵教授为之奋斗一生的事业从此出现了前所未有的光明前途。赵忠尧说:“尽管我年龄大了,精力不济了,但我要坚持尽量多参加有关的学术讨论、工作与会议。看到中国自己的高能加速器从破土动工、建成出束,到积累数据,看到一批中青年科技人员成长起来,队伍不断壮大,真是感慨万千!”赵忠尧说:“我对自己走过的道路重新进行了回顾与思考。惟一可以自慰的是,60多年来,我一直在为祖国兢兢业业地工作……”,“回想自己一生,经历过许多坎坷,惟一希望的就是祖国繁荣昌盛,科学发达。我们已经尽了自己的力量……,尚需当今与后世无私的有为青年再接再厉,继续努力。”多么朴实无华的语言!蕴含着科学老人的殷殷赤诚和淳淳教导。他对得起时代、对得起国家和人民!我们为能有如此杰出的科学巨人而感到自豪!

    他的高风亮节、崇高的爱国精神和忠于科学、坚持真理、无私奉献的先哲风范已经成为“两弹一星”精神的重要组成部分,将激励每一个中国人在科教兴国的新时期,积极创新,与时俱进,为祖国的繁荣昌盛而努力不止!奋斗不息!

    赵忠尧先生永远是我们学习的典范!

    我们永远怀念您!