白國龍
“我覺得這是享受!”年過古稀的趙忠賢,用一口地道的東北腔兒講著自己的“麻將哲學”。其實他熬夜“玩”的并不是麻將,而是物理學前沿的高溫超導研究。
40多年里,他的團隊用自制的爐子或淘來的二手“土炮”,在“不及今天百分之一”的硬件條件下,“玩”出舉世矚目的重大突破,“玩”出臨界溫度的世界紀錄,“玩”出中國高溫超導躋身國際前列的科研地位。
結緣超導,“做學術帶頭人這種事從沒想過”
超導體,是當溫度降低到一定數(shù)值時,其電阻突然消失的材料,在信息通訊、生物醫(yī)學、航空航天等領域有著巨大的應用潛力。超導體要實現(xiàn)超導態(tài),必須要有極低溫的環(huán)境。為此,科學家一直夢想尋找到有著較高臨界溫度的超導體。
從最早接觸低溫物理算起,趙忠賢與超導結緣已有50年,他是首位“40后”的國家最高科學技術獎獲得者,也是新中國自主培養(yǎng)的科學家。
1941年1月,趙忠賢出生在遼寧省新民縣。那時候窮,幾個縣就一所中學。趙忠賢念的高中,特別重視體育,每天必須跑步。東北的冬天,早晨又黑又冷,學生對體育老師“恨”得不得了。老師一說鍛煉,學生就使勁跺腳以示抗議,可老師照樣讓做操跑步。趙忠賢說,就這樣堅持了3年,身體打下好底子,不然后來哪有那么大的精力、那么好的體力搞科研。
1959年,趙忠賢以優(yōu)異的成績考入中國科學技術大學。趙忠賢學的是低溫物理,他的老師是著名物理學家張宗燧。來學校作報告的,有陳毅這樣的領導,也有錢三強這樣的科學家。當時的趙忠賢心中只有一個想法,那就是老老實實學習,將來為國家做貢獻,“做學術帶頭人這種事從沒想過”。
1964年,趙忠賢被分配到中國科學院物理研究所,很快成為所里重點培養(yǎng)的青年人才,跟隨洪朝生先生做超導研究。
1973年,趙忠賢被派往英國劍橋大學進修,接觸到世界超導研究的最前沿?;貒?,他提出要“探索高臨界溫度超導體”。
隨后幾年,趙忠賢的研究幾度受阻。但夢想總在冥冥中召喚,指引趙忠賢歷經(jīng)萬難,初心不變。
初生牛犢,銳不可當。1977年,趙忠賢在《物理》雜志上撰文闡述自己的看法,支持對國際廣泛認同的麥克米蘭極限提出挑戰(zhàn)的那一派觀點。在當時很多人看來,他的思想太大膽了,但此后40多年的科學理論發(fā)展一再證明,他是對的。
那些不為人知的驚心動魄與艱難險阻
高手出招,看似行云流水,但一招一式背后,都有不為人知的驚心動魄與艱難險阻。
1986年,45歲的趙忠賢偶然讀到一篇歐洲科學家柏德諾茲和繆勒發(fā)表的論文,講的是“銅氧化合物可能存在35K超導性”。當時很多人不相信,但這與趙忠賢1977年發(fā)表的論文觀點“不謀而合”。作為極少數(shù)“醒得早”的人,他立刻組織團隊,開始研究銅氧化物超導體。
那時科研條件異常艱苦,好多設備都是趙忠賢團隊自己造的,比如,燒樣品的爐子就是自己動手制作的,買的設備都是二手貨。
有了自制爐子,趙忠賢和同事們就不分晝夜地干,夜里不睡覺,困了就靠在桌子上歇歇,有事就起來繼續(xù)干。
很快,趙忠賢團隊獲得了40K以上的高溫超導體,一舉突破了認為“超導臨界溫度最高不大可能超過40K”的麥克米蘭極限。
一時間,世界物理學界為之震動,“北京的趙”一“戰(zhàn)”成名。
趙忠賢團隊的研究使得超導電性低溫環(huán)境的創(chuàng)造,由原本昂貴的液氦變?yōu)楸阋硕糜玫囊旱?,并因此獲得1989年國家自然科學獎一等獎。
趙忠賢等人的成果,凸顯出柏德諾茲和繆勒的論文的意義,1987年這兩位科學家獲得了諾貝爾物理學獎。柏德諾茲說:“趙教授及其同事們的研究成果是舉世矚目的,感謝他們?yōu)槭澜缈萍嫉陌l(fā)展和超導研究作出重要貢獻。”
研究超導帶給科學家的并不總是期望,也有迷茫。
科研進入低谷時,一些研究者紛紛“轉向”,有些研究團隊甚至解散了。但趙忠賢認定,高溫超導研究有潛力,未來必將有重大突破。他帶領團隊頂著“難出成果”的壓力堅持高溫超導研究,無數(shù)次制備,觀察,放棄,重新開始……正因有久坐“冷板凳”的深厚積累,才有后來發(fā)現(xiàn)鐵基超導體的爆發(fā)。
2014年初,趙忠賢等憑借鐵基高溫超導研究再次問鼎國家自然科學獎一等獎。2017年1月9日,趙忠賢走上國家最高科學技術獎的領獎臺……
遵從興趣,搞科研也經(jīng)?!昂啤?/p>
數(shù)十年的科研的確艱辛,但也時常有小收獲,每個進展都很讓人高興。趙忠賢打趣說,就跟打麻將經(jīng)?!昂啤彼频?,搞科研也是經(jīng)常“胡”的。當你帶著興趣做一件事時,苦和累就感受不到了,這個樂趣是別人體會不到的。
趙忠賢也鼓勵學生按興趣大膽研究,即使他們的研究志向偏離了超導“主業(yè)”,他也給予支持。
在團隊成員和學生眼中,趙老師直爽、開朗、樂觀、大度。他總為年輕人營造無拘無束的環(huán)境,他對超導史如數(shù)家珍,也愛“八卦”超導科學家的奇聞異事,讓大家在歡笑間掌握知識。
如今,趙忠賢仍保持著旺盛的工作熱情,也時常去實驗室,但“原則上只出出主意”。他說,超導現(xiàn)象本身是宏觀的量子現(xiàn)象,超導的研究將推動量子力學的發(fā)展,期望能幫助年輕人找到研究超導機理問題的切入點。
在趙忠賢眼里,現(xiàn)在的年輕人,“有激情,肯吃苦,能戰(zhàn)斗,可信賴”。
“把興趣和生計結合起來是比較好的選擇,但不要精力太分散?!壁w忠賢說,要選一個領域堅持十年,扎下根去,才能枝繁葉茂。
50多年前,年輕的趙忠賢分配到中科院物理所時,中國的超導研究才剛剛起步,高溫超導研究更是天方夜譚。今天,年過古稀的趙忠賢已經(jīng)培養(yǎng)和影響了一大批世界領先的高溫超導研究人才,中國的高溫超導走在了世界前列。