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        發(fā)現(xiàn)正電子第一人 與諾獎(jiǎng)失之交臂 中國(guó)核物理奠基人 加速器建造先驅(qū)

        2022-05-30 22:08:36王渝生
        中國(guó)科技教育 2022年10期
        關(guān)鍵詞:核物理物理系獲得者

        王渝生,中國(guó)科學(xué)院理學(xué)博士,教授,博士生導(dǎo)師,國(guó)家教育咨詢(xún)委員會(huì)委員,中國(guó)科普產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長(zhǎng),中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所原副所長(zhǎng),中國(guó)科學(xué)技術(shù)館原館長(zhǎng),北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)原副主席。

        趙忠堯(1902.6.27—1998.5.28),浙江諸暨人,著名物理學(xué)家,中國(guó)核物理研究和加速器建造事業(yè)的開(kāi)拓者。

        120年前,1902年6月27日,趙忠堯出生于浙江諸暨。在那個(gè)風(fēng)雨飄搖的年代,身為私塾老師的父親傾盡一切培養(yǎng)這個(gè)孩子,希望他日后能用知識(shí)改變這個(gè)飽經(jīng)滄桑的國(guó)家。天下興亡,匹夫有責(zé),這般豪烈之情,伴隨了趙忠堯一輩子。

        1920年,18歲的趙忠堯考入東南大學(xué),在這里他有幸和蜚聲中外的葉企孫(1898—1977)相遇。畢業(yè)后,趙忠堯和葉企孫一起籌備成立了清華大學(xué)物理系,從這個(gè)近代最出名的物理系里,走出了最杰出的一批學(xué)生:諾貝爾獎(jiǎng)獲得者楊振寧、李政道,“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者鄧稼先、朱光亞、郭永懷,以及國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者黃昆等。

        那時(shí),趙忠堯一邊負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)課教書(shū),一邊學(xué)習(xí)。為了開(kāi)闊眼界,1927年,25歲的趙忠堯只身一人遠(yuǎn)赴重洋,來(lái)到美國(guó)加州理工學(xué)院研究生部,師從諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主密立根(Robert Andrews? Millikan),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)物理研究。名師出高徒,趙忠堯的實(shí)驗(yàn)論文《硬γ 射線(xiàn)通過(guò)物質(zhì)時(shí)的吸收系數(shù)》青出于藍(lán)而勝于藍(lán),令整個(gè)物理學(xué)界都掀起了巨大的波瀾。

        1930年,這是值得中國(guó)人記住的一年,也是世界物理一座里程碑樹(shù)立的一年。

        這一年,趙忠堯在第二次實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),硬γ 射線(xiàn)的高能量光子束,在通過(guò)重金屬鉛時(shí),會(huì)出現(xiàn)“反常吸收”現(xiàn)象,伴隨產(chǎn)生一種特殊輻射,這便是一對(duì)正負(fù)電子湮沒(méi)輻射。這是在人類(lèi)歷史上第一次觀(guān)測(cè)到正負(fù)電子的泯滅。這一發(fā)現(xiàn),意味著人類(lèi)預(yù)想的電子對(duì)撞機(jī),完全可以制造,而趙忠堯,是全世界最早的正電子發(fā)現(xiàn)者。

        這一結(jié)果,趙忠堯?qū)⑵鋵?xiě)成論文,發(fā)表在1930年10月的《物理評(píng)論》雜志上。與此同時(shí),與趙忠堯同讀博士的安德森(Carl David Anderson),受到趙忠堯?qū)嶒?yàn)結(jié)果的啟發(fā),2年后宣布發(fā)現(xiàn)了正電子徑跡。1936年,憑借這一結(jié)果,安德森獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。而最早發(fā)現(xiàn)正電子的趙忠堯,竟然與此獎(jiǎng)項(xiàng)擦肩而過(guò),物理學(xué)界一片嘩然。連密立根都痛苦地說(shuō):“這是我最不愿意接受的事情?!?/p>

        半個(gè)世紀(jì)后,前諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)委員會(huì)主任愛(ài)克斯朋評(píng)論道:“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(jiǎng)得主!”

        諾貝爾獎(jiǎng)獲得者李政道說(shuō):“趙忠堯老師本該是第一個(gè)獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的中國(guó)人,只是由于當(dāng)時(shí)別人的錯(cuò)誤,把趙老師的光榮埋沒(méi)了?!?/p>

        諾貝爾獎(jiǎng)獲得者丁肇中說(shuō):“他是正負(fù)電子產(chǎn)生和湮滅過(guò)程的最早發(fā)現(xiàn)者,沒(méi)有他的發(fā)現(xiàn),就沒(méi)有現(xiàn)在的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī),也就沒(méi)有今天的物理研究。”

        這是歷史巨大的不公,當(dāng)年28歲的趙忠堯,本該是中國(guó)獲得諾貝爾獎(jiǎng)第一人!西方媒體曾評(píng)論:“世界欠中國(guó)一個(gè)諾獎(jiǎng)!”

        1930年,28歲的趙忠堯結(jié)束了在加州理工學(xué)院的學(xué)業(yè),獲得哲學(xué)博士學(xué)位后,到德國(guó)哈羅大學(xué)物理研究所工作了1年, 然后到英國(guó)訪(fǎng)問(wèn),見(jiàn)到了核物理學(xué)大師盧瑟福(Ernest Rutherford)。就在那一年,國(guó)內(nèi)發(fā)生了“九一八”事變,趙忠堯決心盡快回國(guó),要為祖國(guó)作點(diǎn)貢獻(xiàn)。臨別時(shí),盧瑟福鼓勵(lì)他回國(guó)后繼續(xù)搞研究,不要像其他學(xué)成歸國(guó)的中國(guó)學(xué)者,再也聽(tīng)不到聲音了。1931年底,趙忠堯踏上了歸國(guó)之路。

        回國(guó)后,從1932年到1937年,趙忠堯在清華大學(xué)物理系任教授,并曾一度接任物理系主任。在當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)核物理研究一片空白的情況下,他和物理系的同事們積極組建核物理實(shí)驗(yàn)室,在極其簡(jiǎn)陋的條件下,進(jìn)行γ 射線(xiàn)、人工放射性與中子物理等一系列前沿的、開(kāi)創(chuàng)性的研究工作,在國(guó)外所發(fā)表的文章還得到了盧瑟福的高度贊賞,他在一篇論文前加了按語(yǔ),說(shuō)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供了正負(fù)電子對(duì)產(chǎn)生的又一證據(jù)。這一時(shí)期清華物理系畢業(yè)的學(xué)生中,有趙九章、錢(qián)三強(qiáng)、何澤慧、彭桓武、王大珩、于光遠(yuǎn)等。

        1937年,抗日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā),正值趙忠堯休假1 年,應(yīng)云南大學(xué)熊慶來(lái)校長(zhǎng)之聘,他到該校講授了1年的物理與數(shù)學(xué)課。

        1938—1945年,清華大學(xué)南遷至昆明,與北京大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)組成西南聯(lián)合大學(xué)。趙忠堯便到西南聯(lián)大物理系任教。在當(dāng)時(shí)條件十分艱苦的情況下,他除了教學(xué)之外,還與張文裕教授合作進(jìn)行了一些宇宙線(xiàn)方面的研究。這一時(shí)期他的學(xué)生中有后來(lái)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的李政道、楊振寧,以及“兩彈元?jiǎng)住敝旃鈦?、鄧稼先等?/p>

        1945年冬,應(yīng)中央大學(xué)吳有訓(xùn)校長(zhǎng)邀請(qǐng),趙忠堯離開(kāi)西南聯(lián)大,赴重慶擔(dān)任中央大學(xué)物理系主任。

        1946年赴美參觀(guān)原子彈試驗(yàn)后,趙忠堯留美購(gòu)置核物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備和其他科研器材。1948年,他當(dāng)選為中央研究院的首屆院士。1950年,在祖國(guó)人民和國(guó)際科學(xué)界同行的聲援下,趙忠堯突破美國(guó)重重阻繞,終于踏上了祖國(guó)大陸的土地,在中國(guó)科學(xué)院近代物理所工作。他利用從美國(guó)運(yùn)回的器材,主持建立了我國(guó)第一個(gè)核物理實(shí)驗(yàn)室。1955年,他利用帶回的部件,主持建成了我國(guó)第一臺(tái)加速器——700 keV質(zhì)子靜電加速器;1958年, 又建成了2.5 MeV質(zhì)子靜電加速器。就是通過(guò)這2臺(tái)加速器的研制,我國(guó)加速器技術(shù)的研究才邁出了第一步,由此推動(dòng)了我國(guó)的真空技術(shù)、高電壓技術(shù)、離子源技術(shù)及核物理實(shí)驗(yàn)的發(fā)展。

        1955年,趙忠堯當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院首屆學(xué)部委員(院士)。自1954年第一屆全國(guó)人大以后,一直擔(dān)任全國(guó)人大代表,并任第三、四、五、六屆全國(guó)人大常委。此外,他還曾擔(dān)任中國(guó)物理學(xué)會(huì)理事、名譽(yù)理事及中國(guó)核物理學(xué)會(huì)的名譽(yù)理事長(zhǎng)等職。1958 年,參與中國(guó)科技大學(xué)籌建工作,并主持創(chuàng)辦國(guó)內(nèi)第一個(gè)近代物理系,任系主任。

        趙忠堯歷經(jīng)千辛萬(wàn)苦,于1973年71歲時(shí)任中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所副所長(zhǎng),于1998年逝世,享年96歲。

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