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钱学森能顶五个师,但没人能说清楚赵忠尧到底能顶几个师?

提起赵忠尧这个名字,估计九成的国人都没有听说过,但他在美国物理学界却名声赫赫,曾经美国更是不惜连下三道拦截令阻挠他回国,只因为赵忠尧是中国近代物理领域大师中的大师,更是人类科学史的拓荒者!

咱们今天就一起来聊聊中国物理学界的“扛把子”、原子能的“舅姥爷”、反物质的“接生婆”、第一个和诺贝尔奖擦肩而过的中国人——赵忠尧。

我国核物理启蒙者和奠基人——赵忠尧

世界欠他一个诺贝尔奖

赵忠尧出生于1902年6月27日(光绪28年),在18岁时考进了当时与北大齐名的东南大学,提前修完学分毕业做了助教还不说,他还被中国近代物理学宗师叶企孙看上。之后赵忠尧跟着叶企孙北上到了清华,做起了清华物理系最年轻的教师。

赵忠尧虽然一毕业就找到了工作,还成为了中国顶尖学府的门面,赵忠尧他却并不快乐。因为赵忠尧发现祖国和西方在科学技术上存在的巨大差距,并且在那个救亡图存的大背景下,有着一颗赤子之心的赵忠尧更是不愿看着高科技都被西方垄断。

都说“知己知彼才能百战不殆”,于是赵忠尧便决定下海求学,他拿着教书三年攒下的老本,外加清华大学每月40美金的国外生活补助金,一把梭哈,在25岁敲开了美国加州理工学院的大门。

在美国,赵忠尧跟着加州理工大学校长、诺贝尔物理学奖得主罗伯特·密立根学习,等到毕业的时候,密立根让赵忠尧“用光学干涉仪记录图纹的周期变化”,只要赵忠尧老老实实地完成实验就可以轻松拿到学位证书,然后找到一份高薪工作,回家就可以享清福了。

1923年诺贝尔物理学奖得主——罗伯特·安德鲁·密立根

但赵忠尧不肯,因为赵忠尧认为这个题目太过于简单,并不能让他学习到新知识。于是,赵忠尧跑去密立根办公室要求换一个难点的题目。

而在那个一声教授大过天的年代,会这样做的除了赵忠尧,恐怕只有酒后宿醉的人了。就算放在今天,难道会有人读个博士还嫌弃毕业论文题目太简单的吗?

密立根看到赵忠尧如此的坚决,就让赵忠尧改做“硬伽马射线通过物质时的吸收系数”这个实验。然而,他们俩怎么都不会想到赵忠尧这次的任性,险些就让他抱回了中国第一个诺贝尔奖。

咱们先说说这次实验是怎么一回事。在当时的科学界已经发现光具有一定的能量,一旦光穿过其他物质时,它的能量就会被吸走一部分,所以当时的科学家们还在理论上提出了一个吸收公式,而赵忠尧要做的事情就是用实验证实这个公式。而选用硬伽马射线来做实验,只是因为这种射线比X光的能量更强,更容易计算光能量的损失。

测量物质吸收系数实验的简易示意图

1929年,赵忠尧在一次又一次朴实且枯燥的实验中,他突然发现硬玛射线“欺软怕硬”的惊天大秘密,就比如在它遇上钠、镁、铝、硅、磷这些轻元素的时候,实验结果和理论公式完全契合,但遇上如铅、铀、钚这些重元素的时候,实际测出来的吸收系数要比轻元素高出40%多,这就意味着有大量的能量不翼而飞了。

为了研究能量到底去了哪儿的问题,赵忠尧克服了实验的重重困难,终于揪出了背后的元凶——硬伽马射线在轰击重元素时,会额外产生一个正负电子对,而且这对电子被激发后会立即碰撞湮没。

而当时的物理学界,默认物质中的电子一定都是带负电的,从来没有人见过带正电的电子,更别说相信正电子的存在了。如果负电子被称为物质的话,那赵忠尧就成为人类物理学史上发现反物质并观测到正反物质湮没的第一人!

关于赵忠尧的实验结论,就连他老师密立根都不信,他的实验论文也被密立根扣了好几个月。直到实验室的另外一个老师给做保证,说赵忠尧的实验绝对严谨、结论足够正确,密立根这才同意把论文送上美国《国家科学院院刊》。

1929年,赵忠尧在美国加州理工大学和导师们的合影留念

虽然现在“测量物质吸收系数”的实验早已成为大学物理的经典实验,人们也早已无数次证明赵忠尧实验的正确性。可当时美国国家科学院并没有认真重复赵忠尧的试验,没有一个人能够应证赵忠尧完美的答案,再加上当时的物理界普遍对华人有偏见,也就先入为主的觉得赵忠尧的实验不规范,于是否定了赵忠尧的实验结论。

直到七年后的1936年,瑞典裔美国物理学家卡尔·安德森凭借“正电子”获得了诺贝尔物理学奖。后来,安德森在1983年承认他和赵忠尧是同学,当年赵忠尧的实验室就在他隔壁,是赵忠尧的实验给了他启发,于是他才在1932年用云雾室测量出正电子的轨迹。

就这样,因为西方科学界的偏见,赵忠尧和诺贝尔物理学奖失之交臂。

为中国现代物理赌命的人

而赵忠尧这边,自1931年从美国加州理工大学刚毕业,他便转到英国剑桥大学继续深造,师从原子物理学之父、量子力学先驱——欧内斯特·卢瑟福。

原子核物理学之父——欧内斯特·卢瑟福

可没过多久,国内“九一八事变”爆发,赵忠尧感到回国育人的迫切性,年底便匆匆回国了。

临走前,卢瑟福特地搞来了50毫克镭,当土特产送给赵忠尧。这个至今全球禁运的放射性元素,对当时的中国究竟意味着什么呢?这么说吧,镭元素自居里夫人发现之后,就是当时的物理学界的“实验明星”,因为它帮助人们开拓了一片新大陆——高能物理学。

在赵忠尧揣着镭回国后,在清华大学继续教书育人,并且主持建立了中国第一个核物理实验室,而价值连城的50毫克镭,也就成了清华师生免费做“中子放射性元素实验”的对象。

1937年抗日战争爆发,北平沦陷,大家正四处逃难离开的时候,逆行的却只有他一个人。原因也只有一个——镭!好不容易才开始有资格和国际实验室接轨,如果这50毫克镭给日本抢走了就不妙了。

赵忠尧左手抹泥巴、右手撕衣服,把自己弄得蓬头垢面后溜回清华大学实验室,把装着含有镭的铅筒塞进一个咸菜坛子里,然后扮成难民跟着逃难的人一起千里跋涉,前往在长沙临时组建的西南联合大学。

1935年,赵忠尧(前排左三)和清华大学物理系部分师生在礼堂门口合影

在南下途中,赵忠尧几乎丢掉了一切行李,只为了能够紧紧搂住咸菜坛子,胸口不仅被坛子硬生生烙出两道血印出来,而且身体每天还要承受放射性元素衰变放出的致癌氡气。同行的人见他如此还打趣问道:“你这里面装了什么宝贝啊?”而赵忠尧只是回复:“是我父亲的骨灰。”

终是有志者,事竟成。赵忠尧在捱过了三十多个提心吊胆、风餐露宿的日日夜夜,长途跋涉了1500多公里后,终于来到了长沙和清华师生会合。而这次赵忠尧从北京到长沙的冒死征途,仅仅只是他第一次为中国物理赌上性命。

到了1945年,美国在日本扔下两颗原子弹后,紧接着1946年,美国打算在试爆了一颗原子弹,并且邀请了英、法、苏、中四个二战胜利盟友都派代表来观摩。

民国政府专门指派赵忠尧前去考察,赵忠尧也成为了第一个看到蘑菇云的中国科学家。

在观摩现场,蘑菇云腾空而起后,其余三国的科学家都在大喊“哇喔!哇喔!”时,唯独只有赵忠尧一人异常的安静,因为此时他在琢磨——原子弹,中国必须也得有!

赵忠尧考察美国期间(前排左一)

于是赵忠尧把想法告诉了当时的国民政府,而此时的国民党光忙着搞内战,只给了赵忠尧12万美元,便让他全权负责在美国采购原子弹研究所需要的机器和设备。

想要搞出原子弹,缺什么都不能缺粒子加速器,因为只有粒子加速器才能让大家搞清楚原子内部的奥秘——把带电粒子加速去激发原子核内部巨大的能量,从而引发原子的核裂变反应。

而当时全世界只有美国已经实现了加速器的工业化发展,但这玩意美帝它不出口,并且还贼贵,一台加速器就标价40万美元。而赵忠尧手里只有国民政府给的12万元,只好打碎了牙往肚里咽。

但是世上无难事,只怕有心人。赵忠尧决定通过熟读和背诵各个部件的参数,准备回国自己造部件,其余国内不能造的精密部件在美国采购回去,然后自己组装一台加速器。

赵忠尧

在美国期间,赵忠尧一年的私人消费不超过两千美元,连当时公差人员的五分之一都没有到。在短短四年内,赵忠尧在密立根的实验室、卡内基地磁研究所、麻省理工学院等各个加速器和宇宙射线实验室里免费打工换取知识,因此也结识了不少业内大佬。

其中就有我们再熟悉不过的前美国总统特朗普的亲叔叔——约翰·乔治·特朗普,这位特朗普作为当时麻省理工静电加速器实验室的主任,不仅在研究上处处照顾赵忠尧,让赵忠尧很快就掌握了静电加速器的设计和制造技术,还把赵忠尧困扰许久的核心零件加工问题给解决了。

这位特朗普在赵忠尧的回忆里,介绍是这样的:

特朗普教授热心而又和气,十分支持我的工作,为我想了很多办法。他让我利用他们的资料,还介绍给我另一位专家,帮我解决问题;又将实验室里准备拆去的一台旧的大气型静电加速器转给我做试验用。后来1986年我国原子能研究院从美国购买的串列式静电加速器就是特朗普教授他们的公司供应的……1955年装配完成的我国第一台70万keV质子静电加速器,主要就利用了这些带回的部件和器材……

美国国家工程院院士、著名电气工程师——约翰·乔治·特朗普

等到各个机器部件已经收集满了的时候,已经是1948年的冬天了,大洋彼岸的局势就像破晓前的黎明,国民党大势已去、节节败退。赵忠尧也决定暂缓回国,生怕自己半条命换来的核心部件错付了人。

当然他也没有闲着,不仅在物理理论上继续较劲,还同时研究了宇宙射线,也为他日后开创国内宇宙射线学打下基础。短短一年内,赵忠尧在美国就发表了三篇论文,而且还全发在了当时最前沿的物理学科杂志《物理学评论》上。这也许就是学霸的日常吧。

一生为国的无冕之王

盼星星盼月亮,总算盼来了新中国的成立,赵忠尧开始秘密地将在美国购买的各种机器设备分批的运往国内,自己也谋划起了归国的计划。

但国民党的败退也同样意味着美国对华态度的转变,不仅不通航,FBI还对赵忠尧这类的华裔科学家进行的突击检查更是成了家常便饭。直到1950年8月,赵忠尧终于等来了香港签证,他就和钱学森、邓稼先一行人登上了威尔逊总统号,准备向祖国出发!

1950年,归国前夕的赵忠尧(左)

可是,该来的终究还是来了,FBI二话没说,上来就拖走了“能顶五个师”的钱学森,和钱学森准备带回国的八百多公斤重的笔记,以及赵忠尧买来的各类公开物理书和期刊,就连他的肥皂也没能逃过一劫,理由是“看起来像肥皂的可疑物”。

美国虽然扣下了钱学森,但却把赵忠尧放行了,当船航行到太平洋时,美国情报局才回过神来——钱学森一个人能顶五个师是没错,可赵忠尧到底能顶几个师,没人能说得清楚。

因为赵忠尧混迹过各大顶尖核物理实验室和研究院长达四年之久,还差点获得诺贝尔奖,赵忠尧的威胁一点也不比钱学森小。并且,看似赵忠尧没有带任何笔记走,但全部的知识早已经被赵忠尧记在了脑子里了,包括造原子弹必备的粒子加速器的各种参数。

于是,美军最高司令部连发三道拦截令。最终,轮船在日本横滨被拦截,赵忠尧被扣进了巢鸭军事监狱,但是赵忠尧倒和没事人一样,想着不知道要纠缠多久,干脆就在监狱里学起了日文。

被抓的消息传回美国后,很多美国科学家都对自家政府莫名其妙扣押赵忠尧愤怒不已,尤其是约翰·特朗普,再加上周恩来总理也通过外交渠道与美国接触。

赵忠尧回国(前排右二)

终于,在找不到第二块“看起来像肥皂”的其他证据后,美国在1950年11月释放了赵忠尧。当然,这时候祖国等待赵忠尧的可不只是欢迎回家的横幅,还有早就提出的组装加速器一事。

1955年,中国第一台70万电子伏的质子静电加速器,在赵忠尧的主持下建成问世了,短短3年后,赵忠尧又成功主持研制了,对核技术发展举足轻重的250万电子伏的质子静电加速器,还顺带发展了真空、高电压、离子源等一系列关键技术。

赵忠尧又在静电加速器的基础上,建设了核物理实验室,开展了我国最早用加速器的核物理实验室,培养了一大批实验物理人才,比如邓稼先、钱三强、王淦昌、彭恒武等等一个个响彻云霄的名字。说到赵忠尧和他旗下的弟子,是撑起了中国物理学的一片天,绝对不过分。

当中国自己的蘑菇云腾空而起,大漠孤烟的那一刹那,熟知中国原子弹研制历程的都知道,尽管赵忠尧没有直接参与原子弹的制造,可他绝对是打造出这朵蘑菇云的无冕之王。而能比这朵蘑菇云更持久的,恐怕只有他的加速器了,一直到2000年才完全退役。

赵忠尧的心血之一——70万伏质子静电加速器

并且,赵老一生都在为中国教育事业奉献自身,在西南联大的时候,他就培养出了李政道、杨振宁、朱光亚、邓稼先、王大珩、刘东生、叶笃生、赵九章等等一批精英,随便拎出一个来,名头大得吓人。

此外,赵忠尧先后在中国科学院物理研究所、原子能研究所、高能物理研究所任职,培养出了大量的中青年科研人员,还应邀担任中国科学技术大学物理系主任,打造出了超一流的师资、设备、实验室,中科大的物理系“咻”的一下就提到了国内顶尖水平。

1998年5月28日,这颗无限燃烧自己的巨星陨落了,而大多数国人也许至今都不知道他姓甚名谁。他一直是那样的孜孜不倦,又默默无闻,从不张扬表现自己,以至于世人几乎忘记了这位做出过划时代贡献的大师的存在。

晚年的赵忠尧

如果当初赵忠尧选择在美国继续做自己感兴趣的研究,他可能早就名利双收了。可他却说:“回想自己的一生,经历过许多坎坷,唯一希望的就是祖国繁荣昌盛,科学发达!

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