□ 吳躍農(nóng)

24 年前，一位96 歲的老人平靜離世，他叫趙忠堯。他是我國(guó)核物理事業(yè)的先驅(qū)者和奠基人，也是世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)的物理學(xué)家。如果不是諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)的失誤，他本應(yīng)是中國(guó)第一個(gè)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家。

與諾貝爾獎(jiǎng)失之交臂

1902 年6 月，趙忠堯出生在山清水秀的浙江諸暨，1920 年考入南京高等師范學(xué)校，1924 年畢業(yè)后任東南大學(xué)助教。他工作踏實(shí)，肯鉆研，深得物理學(xué)界前輩葉企孫的器重。1927 年，趙忠堯赴美國(guó)加州理工學(xué)院研究生部攻讀博士學(xué)位，師從諾貝爾獎(jiǎng)獲得者密立根教授。

密立根教授最初給趙忠堯布置的博士論文題目是利用光學(xué)干涉儀做實(shí)驗(yàn)。但趙忠堯想學(xué)到更多的科學(xué)方法和技術(shù)，以便回國(guó)后能派上用場(chǎng)，于是向?qū)熖岢鰮Q一個(gè)難度大一些的題目。密立根雖然認(rèn)為這個(gè)中國(guó)學(xué)生不一般，但他并未很快答應(yīng)，而是過(guò)了一些日子后才讓趙忠堯改做“硬伽馬射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)的吸收系數(shù)”這個(gè)題目。師生二人誰(shuí)都沒(méi)有料到，這個(gè)題目會(huì)把趙忠堯推到一個(gè)偉大發(fā)現(xiàn)的門(mén)口。

當(dāng)時(shí)，人們認(rèn)為硬伽馬射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)的吸收主要是由自由電子的康普頓散射所引起的，用于計(jì)算吸收系數(shù)的克萊因-仁科公式當(dāng)時(shí)剛剛問(wèn)世。密立根讓趙忠堯通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這一公式的正確性。趙忠堯通過(guò)實(shí)驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)硬伽馬射線只有在輕元素上的散射符合這個(gè)公式，而通過(guò)重元素時(shí)所測(cè)得的吸收系數(shù)比公式的結(jié)果大了約40%。

1930 年5 月，趙忠堯?qū)⑦@一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在美國(guó)的《國(guó)家科學(xué)院院報(bào)》上。當(dāng)時(shí)，英、德兩國(guó)的幾位物理學(xué)家也在進(jìn)行著同一實(shí)驗(yàn)。他們幾乎同時(shí)發(fā)現(xiàn)了硬伽馬射線在重元素上的這種反常吸收。

這項(xiàng)結(jié)果對(duì)趙忠堯而言，是一個(gè)嶄新的開(kāi)始。吸收系數(shù)的測(cè)量結(jié)束后，趙忠堯進(jìn)一步研究硬伽馬射線與物質(zhì)的相互作用機(jī)制，觀測(cè)重元素對(duì)硬伽馬射線的散射現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)伴隨著硬伽馬射線在重元素中的反常吸收，還存在一種特殊輻射。他不僅測(cè)得了這種特殊輻射的能量大約等于一個(gè)電子的質(zhì)量，還測(cè)出它的角分布大致為各向同性。原來(lái)，當(dāng)硬伽馬射線通過(guò)重金屬時(shí)，會(huì)產(chǎn)生成對(duì)的正反物質(zhì)，反物質(zhì)碰到正物質(zhì)，兩者迅速消失并演變成光子。這些記錄表明人類歷史上第一次觀察到了正反物質(zhì)的湮滅現(xiàn)象。趙忠堯把這個(gè)結(jié)果撰寫(xiě)成第二篇論文《硬伽馬射線的散射》，于1930 年10 月發(fā)表在美國(guó)的《物理評(píng)論》雜志上。

趙忠堯的這些研究成果是正電子發(fā)現(xiàn)的前導(dǎo)，國(guó)際物理學(xué)界對(duì)此給予了高度評(píng)價(jià)，可以說(shuō)，趙忠堯是第一個(gè)觀測(cè)到正反物質(zhì)湮滅的人，也是物理學(xué)史上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了反物質(zhì)的物理學(xué)家。這個(gè)發(fā)現(xiàn)足以使趙忠堯獲得諾貝爾獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)瑞典皇家學(xué)會(huì)也曾鄭重考慮過(guò)授予他諾貝爾獎(jiǎng)。不幸的是，一位在德國(guó)工作的物理學(xué)家對(duì)趙忠堯的成果提出了疑問(wèn)，為謹(jǐn)慎起見(jiàn)，評(píng)委會(huì)沒(méi)有授予他諾貝爾獎(jiǎng)。雖然后來(lái)事實(shí)證明趙忠堯的結(jié)果是完全準(zhǔn)確的，這卻影響了趙忠堯的成果被進(jìn)一步確認(rèn)。

1936 年，為表彰正電子的發(fā)現(xiàn)這一重要成就，瑞典皇家科學(xué)院把諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了1932 年在云霧室中觀測(cè)到正電子徑跡的安德遜。對(duì)此，安德遜承認(rèn)，他的研究是受趙忠堯的啟發(fā)才做的。后來(lái)，曾任諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委主任的瑞典皇家學(xué)會(huì)愛(ài)克斯朋教授，在解密諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)選過(guò)程時(shí)就此事評(píng)論道，這是一個(gè)“很令人不安的、沒(méi)法再?gòu)浹a(bǔ)的疏漏”“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”！

奮戰(zhàn)在黎明前夜

1931 年，趙忠堯?qū)W成回國(guó)后到清華大學(xué)擔(dān)任物理系教授，并一度接任物理系主任。他開(kāi)設(shè)了我國(guó)首個(gè)核物理課程，主持建立了我國(guó)第一個(gè)核物理實(shí)驗(yàn)室。當(dāng)時(shí)，中國(guó)的核物理研究還是一片空白，趙忠堯卻在極為簡(jiǎn)陋的條件下進(jìn)行了一系列研究工作。他和物理系的同事一起，用蓋革計(jì)數(shù)器進(jìn)行伽馬射線、人工放射性和中子物理等一系列前沿的、開(kāi)創(chuàng)性的研究工作。1937 年，抗日戰(zhàn)爭(zhēng)全面爆發(fā)后，趙忠堯先后到云南大學(xué)、西南聯(lián)大和中央大學(xué)任教，培養(yǎng)了一批后來(lái)為我國(guó)原子能事業(yè)做出重要貢獻(xiàn)的人才：楊振寧、李政道、王淦昌、彭桓武、錢(qián)三強(qiáng)、鄧稼先、朱光亞、周光召、程開(kāi)甲、唐孝威……

1946 年夏，美國(guó)繼在日本投下原子彈之后，又在太平洋的比基尼島進(jìn)行原子彈試驗(yàn)，并邀請(qǐng)反法西斯戰(zhàn)爭(zhēng)中的盟國(guó)中、蘇、英、法派出觀察員前去參觀。趙忠堯作為科學(xué)家代表，被國(guó)民黨中央研究院總干事薩本棟推薦前往。抵美后，趙忠堯登上“潘敏娜”號(hào)驅(qū)逐艦，在離比基尼島20多公里的海面上觀看了原子彈的爆炸過(guò)程。當(dāng)其他國(guó)家的代表情不自禁地為核爆炸的威力驚呼時(shí)，趙忠堯卻在沉思，中國(guó)什么時(shí)候才能釋放出這樣巨大的能量？

參觀原子彈試爆結(jié)束后，趙忠堯并沒(méi)有急于回國(guó)。他此次赴美前，受薩本棟的委托，盡可能多地了解美國(guó)在核物理方面的新進(jìn)展，并設(shè)法購(gòu)買(mǎi)核物理研究設(shè)備。為此，趙忠堯輾轉(zhuǎn)于麻省理工學(xué)院、華盛頓卡內(nèi)基地磁研究所等幾個(gè)加速器、宇宙線實(shí)驗(yàn)室之間兩年有余，一邊采購(gòu)器材，一邊學(xué)習(xí)新技術(shù)。他曾訪問(wèn)回旋加速器的發(fā)明者勞倫斯，也曾拜訪過(guò)靜電加速器的發(fā)明人范德格拉夫。他還為幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室義務(wù)工作，以換取學(xué)習(xí)與咨詢的機(jī)會(huì)。后來(lái)，美國(guó)原子能委員會(huì)下令清除其所管轄下的核物理實(shí)驗(yàn)室的外籍科學(xué)家，這給趙忠堯的工作帶來(lái)了一系列的麻煩。到1948 年冬，他終于完成了購(gòu)買(mǎi)核物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備的任務(wù)。是時(shí)，趙忠堯得知此時(shí)國(guó)內(nèi)戰(zhàn)局急劇變化，人民解放軍節(jié)節(jié)勝利，國(guó)民黨政權(quán)眼看著就要土崩瓦解。他決定待共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)的新中國(guó)成立后再回國(guó)，直接參加和平建設(shè)。

沖破阻撓回到祖國(guó)

1949 年10 月1 日，中華人民共和國(guó)宣告成立。趙忠堯興奮異常。當(dāng)時(shí)，在美國(guó)的華裔科學(xué)家，許多人都在暗地里摩拳擦掌，相約回去為新中國(guó)效力。趙忠堯開(kāi)始做回國(guó)的準(zhǔn)備工作。當(dāng)然，最重要的是要將他花了幾年心血才得以采購(gòu)的加速器部件與核物理實(shí)驗(yàn)器材安全運(yùn)回國(guó)。他費(fèi)盡周折，最終將這批器材裝了大小30 多箱，用船托運(yùn)回國(guó)。

1950 年春，就在趙忠堯準(zhǔn)備返回祖國(guó)之際，中美之間的通航卻中止了。過(guò)了幾個(gè)月，他才拿到取道香港所必需的過(guò)境簽證，于八月底登上了開(kāi)往中國(guó)的海輪。正要起航時(shí)，美國(guó)聯(lián)邦調(diào)查局的特工突然上船搜查。趙忠堯的幾十箱東西遭到野蠻翻查，但對(duì)方?jīng)]有發(fā)現(xiàn)什么，他被放行了。當(dāng)時(shí)，同船的還有鄧稼先、涂光熾、羅時(shí)鈞、沈善炯、鮑立奎等100 多位留美學(xué)者。

然而，美國(guó)情報(bào)局還是回過(guò)了神兒，這位差一點(diǎn)獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的中國(guó)學(xué)者可能掌握著核心機(jī)密！當(dāng)輪船途經(jīng)日本橫濱時(shí)，美軍武裝人員氣勢(shì)洶洶地沖上船，將趙忠堯押進(jìn)了美軍在日本的巢鴨軍事監(jiān)獄。趙忠堯被以“莫須有”的罪名關(guān)進(jìn)美軍監(jiān)獄的消息披露后，在國(guó)際上引起了軒然大波。周恩來(lái)總理為此發(fā)表了嚴(yán)正聲明，強(qiáng)烈抗議美國(guó)所為。吳有訓(xùn)等189 名科學(xué)家也聯(lián)合發(fā)出致美國(guó)政府的抗議書(shū)，世界科學(xué)組織也對(duì)美國(guó)的丑行“深表遺憾”。

迫于新中國(guó)和國(guó)際輿論的壓力，美國(guó)當(dāng)局不得不將關(guān)押了47 天之久的趙忠堯放出，移交臺(tái)灣駐日代表機(jī)關(guān)監(jiān)視。這期間，臺(tái)灣當(dāng)局曾派出代表對(duì)他威脅利誘，說(shuō)只要他愿意回美國(guó)或去臺(tái)灣，一切都好商量。可趙忠堯回國(guó)決心已定，絲毫沒(méi)有理會(huì)這些糾纏。11 月底，經(jīng)過(guò)了兩個(gè)多月磨難的趙忠堯在祖國(guó)人民和國(guó)際科學(xué)界同行的聲援下，終于踏上了祖國(guó)大陸的土地。

融進(jìn)祖國(guó)壯麗的核事業(yè)之中

趙忠堯?qū)Щ貋?lái)的器材和部件全部交給了中科院物理研究所。他用帶回的器材和部件，主持建成了我國(guó)第一臺(tái)70 萬(wàn)電子伏的質(zhì)子靜電加速器，1958 年又主持研制成功250 萬(wàn)電子伏的質(zhì)子靜電加速器。這兩項(xiàng)研究的成功，對(duì)我國(guó)的核事業(yè)的發(fā)展具有舉足輕重的作用。

20 世紀(jì)70 年代，面對(duì)嚴(yán)峻的國(guó)際形勢(shì)，黨中央決定狠抓高科技，加強(qiáng)國(guó)防建設(shè)。1973 年，高能物理研究所成立，趙忠堯擔(dān)任副所長(zhǎng)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(guó)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(huì)議，并帶出了一批青年才俊。

為表彰他對(duì)我國(guó)核物理研究的開(kāi)拓性貢獻(xiàn)，1995 年，何梁何利基金會(huì)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(jiǎng)”。獲獎(jiǎng)后，趙忠堯把獎(jiǎng)金全部捐贈(zèng)出來(lái)，設(shè)立“趙忠堯獎(jiǎng)基金”，以獎(jiǎng)勵(lì)清華大學(xué)、中國(guó)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(lì)他們?yōu)樽鎳?guó)的繁榮富強(qiáng)勤奮學(xué)習(xí)。

1998 年5 月28 日，趙忠堯以96 歲高齡辭別人世。在晚年回憶自己的一生時(shí)，趙忠堯曾說(shuō)：“我對(duì)自己走過(guò)的道路重新進(jìn)行了回顧與思考，唯一可以自慰的是，60 多年來(lái)，我一直在為祖國(guó)兢兢業(yè)業(yè)地工作，說(shuō)老實(shí)話，做老實(shí)事，沒(méi)有謀取私利，沒(méi)有虛度光陰?！?/p>