中国核物理学家 赵忠尧

人物生平

早年与教育经历

1902年6月27日，赵忠尧出生于浙江诸暨的破落家族中，父亲赵继和当过私塾先生，后来以行医为生，他出生时母亲已46岁。^[13][5][9]赵忠尧由于幼时身体孱弱，父母对他的管教格外严厉，小学时期不允许他上体操课。^[5]1917年，赵忠尧进入诸暨县立中学读书，兴趣广泛，文理科并重，^[1][5]1920年，考入南京高等师范学校化学系，但在学习中对物理、数学同样重视，同年，南京高等师范学校更名为东南大学。^[14][1][15]1924年，父亲逝世，赵忠尧进入东南大学担任物理系助教，1925年，获得东南大学毕业资格，^[5]同年，受叶企孙邀请，担任清华大学物理系助教，在清华大学期间，参加了清华大学大礼堂的声学问题的研究，开启了中国近代建筑声学研究之先河。^[15]

1927年，赵忠尧自筹经费进入美国加州理工学院，师从密立根教授从事实验物理研究，由于密立根教授的推荐，成功申请到中华教育文化基金会授予的每年一千美金的科研补助金。^[5][15]1929年，在密立根教授的同意下，赵忠尧将博士论文题目确定为“硬γ射线通过物质时的吸收系数”后开始实验，^[15]发现了硬γ射线在重金属物质中的“反常吸收”现象，^[10]1930年5月，在鲍文教授的帮助下，赵忠尧的博士论文《硬伽马射线吸收系数测量》在美国《国家科学院院刊》正式发表，同年，在鲍文教授的支持下，为研究硬 γ 射线与物质相互作用的机制，赵忠尧开始设计实验来观测重元素对硬 γ 射线的散射现象，并首次发现了“特殊辐射”，^[16]10月，赵忠尧的第二篇论文《硬伽马射线的散射》发表于美国《物理评论》杂志。^[16]赵忠尧发现的硬γ射线通过重物质时产生的反常吸收和特殊辐射，实际上是正负电子对的产生和“湮灭”过程的最早实验证据，这是人类历史上第一次观测到了直接由反物质产生和“湮灭”所造成的现象。^[14]

工作与归国经历

1930年，赵忠尧获加州理工学院研究生院哲学博士学位，前往德国哈勒大学物理研究所工作，1931年，前往剑桥大学卡文迪许实验室与卢瑟福一起工作，^[17][14]同年，“九一八”事件发生后，回到清华大学物理系任教授，开设了中国第一门核物理课程，组织建立了中国第一个核物理实验室，培养出了钱三强等人才，^[14][9]1933年，与龚祖同发表《硬 γ 射线与原子核的相互作用》于Nature杂志，卢瑟福曾评价说这一实验结果提供了正负电子对产生的又一重要的证据。^[15]1936年，赵忠尧和傅承义用 Ra-Be 中子源，用不同厚度的石蜡来减速以取得不同能量的中子，测量银和碘被中子照射后产生的人工放射性，来测定它们对中子的吸收与中子能量的关系，其实验结果发表在1936年《清华学报》上，银对 Ra-Be 中子源的连续谱的中子的共振吸收实验结果发表在1936年《中国物理学报》和1937年 Nature 杂志上，同年，与张大煜、刘云浦、施汝为筹集资金大洋2000余元，以及严济慈先后两次所筹500元，从德国进口了制芯机，准备在北平建厂生产铅笔，1937年，卢沟桥事变爆发，前往云南大学担任教授，与王大珩合作在 Nature 杂志上发表了《银、铷和溴的中子共振能级的间距》，同年，将铅笔厂南迁上海，并将厂名定为“长城铅笔厂”。^[15][18][19]1938年，清华大学南迁昆明, 与北京大学、南开大学组成西南联合大学，赵忠尧任西南联大教授，在西南联大时期，他和张文裕用盖格计数管做了一些宇宙线方面的研究工作，对在1937年做的中子共振能级的间距实验作了更细致的理论分析，培养了杨振宁、李政道、朱光亚和邓稼先等人才。^[15]

1945年，受到吴有训邀请，赵忠尧前往中央大学担任物理系主任，1946年，被萨本栋推荐去参观美国在太平洋比基尼群岛中的原子弹实验，并委托他去美国采购核物理研究用的器材，同年，为了在中国建立核科学的实验基地，前往麻省理工学院学习静电加速器发电部分和加速管的制造，1947年，进入卡内基地磁研究所学习离子源技术，同年，回到麻省理工学院落实加速器部件的加工，期间还参加宇宙线研究，在美国《物理评论》发表了《混合宇宙线簇射》等论文，1948年，结束采购任务，等待回国参与和平建设，并当选中央研究院院士，^[14][15][17]1949年，赵忠尧在加州理工学院参与了静电加速器上进行的核反应实验，并先后完成了《氘轰击皱所产生的高能γ射线》,《质子轰击氟所产生的低能α粒子》和《质子轰击氟所产生的α粒子和γ射线的角分布》三篇重要论文，就发表于美国《物理评论》杂志。^[15][17]

1949年10月1日，新中国宣告成立，赵忠尧着手做回国准备。此时中美的直接通航已经中断，只能取道香港。1950年3月，赵忠尧正式办理回国的手续，8月，终于登上了著名的威尔逊总统号，从洛杉矶启程回国，跟他同行的还有邓稼先、叶笃正等一百多位中国留美学者，^[14][9]美国联邦调查局特工以违反出口法为由扣留了一批赵忠尧所带的公开出版的物理书刊，但赵忠尧本人因为提前把重要器材都托运回国而得以脱身，之后，美军最高司令部连发三道追截令，要把赵忠尧拦下来，9月12日，船经过日本横滨时，赵忠尧、罗时钧和沈善炯被美方一同关押进了日本的巢鸭军事监狱，10月28日，美国当局将赵忠尧放出将赵忠尧放出^[9][14]，11月15日，在中国政府积极营救和国际科学界的声援下，赵忠尧经香港回到中国大陆。^[5]

1951年1月，中国科学院院长郭沫若为赵忠尧主持了欢迎宴会，李四光、竺可桢、吴有训、裴文中、钱三强等著名科学家参加，赵忠尧动情的表明了自己为新中国的科学发展出力的愿望，^[9]同年，赵忠尧加入了中国科学院近代物理研究所的创建工作,主持建立了核物理研究室,并任第一组组长，^[17]1953年，近代物理研究所更名为物理研究所，1954年，担任第一届全国人民代表大会代表^[c]，1955年，当选为中国科学院数理化学部委员(院士)，3月，参加中国政府代表团赴苏联谈判，利用从美国带回的部件，主持装配完成的中国第一台70万伏质子静电加速器，并进行了原子核反应的研究，为中国核物理、加速器和真空技术、离子源技术的研究打下了基础，1956年，任中国科学院物理研究所副所长，1958年，任原子能研究所副所长，主持建成200万伏高气压型质子静电加速器，^[17][11]主持建立起中国科技大学第一个专业实验室，制定了原子核物理和原子核工程系的专业课程、教学大纲和科研方针，邀请了严济慈、彭桓武、张文裕等一流专家任教，开设了β谱仪、气泡室、γ共振散射、穆斯堡尔效应、核反应等较先进的实验，并亲自讲授原子核反应专业课，^[17][20]1964年起，当选为第三、四、五、六届全国人民代表大会常务委员会委员，文革期间，赵忠尧曾因“特嫌”被隔离审查，1972年，参与高能物理研究所的筹建工作，1973年，中国科学院高能物理研究所成立后，担任高能物理研究所副所长,并主管实验物理部的工作。^[17][5]

患病与逝世

1998年5月28日下午15时55分，中国科学院院士赵忠尧先生因病逝世，享年96岁。^[3][11]

社会任职

时间	职务
1924年-1925年	国立东南大学助教^[1]
1925年-1927年	清华大学助教^[1]
1929年-1930年	英国剑桥大学卡文迪许实验室研究员^[1]
1931年	清华大学教授^[1]
1937年	云南南大学教授^[17]
1938年	西南联大教授^[17]
1943年	中国物理学会理事^[21]
1945年	中央大学物理系主任^[17]
1951年	中国科学院近代物理研究所核物理研究室第一组组长^[17]
1954年	第一届全国人民代表大会代表^[c]^[11]
1956年	中国科学院物理研究所副所长^[17]
1958年	中国科学技术大学原子核物理和原子核工程系(后改名为近代物理系)主任^[17]
	中国科学院原子能研究所副所长^[17]
1964年	第三届全国人民代表大会常务委员会委员^[d]^[17]
1973年	中国科学院高能物理研究所副所长^[1]
1982年	中国物理学会名誉理事^[22]
——	中国核学会名誉理事长^[3]
——	清华大学物理系主任^[5]

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主要成就

科研成果

反常吸收和特殊辐射：1929年，为验证克莱因－仁科公式是否能正确用于计算康普顿散射吸收系数，赵忠尧开始测量不同物质对于硬 γ 射线的吸收系数，用ThC″ 所放出的能量为2.65 MeV 的硬 γ 射线作为放射源，探测器用高气压电离室和真空静电计进行测量，以水、铝、铜、锌、锡等六种物质作为吸收体，当他将测量的结果与克莱因－仁科公式相比较时，发现只有轻元素对于硬γ 射线的吸收才符合公式的预言，将此吸收称为“反常吸收”，1930年，为观测重元素对硬 γ 射线的散射现象，9月实验结束后，首先观察到硬γ射线在铅中引起的一种特殊辐射，赵忠尧发现的硬γ射线通过重物质时产生的反常吸收和特殊辐射，实际上是正负电子对的产生和“湮灭”过程的最早实验证据，这是人类历史上第一次观测到了直接由反物质产生和“湮灭”所造成的现象。^[11][15][14]

加速器：1950年，赵忠尧回国后开始领导加速器的建设，1955年，赵忠尧利用他带回的静电加速器的绝缘支柱，主持建造了中国第一台70万伏质子静电加速器，1958年，建成了200万伏高气压型的质子静电加速器，由于加速管和真空部件质量好，所封接的加速管用了20多年，并在其上取得一系列核反应研究成果，同年，向苏联订购的回旋加速器建成后，开展了质子弹性散射、氘核削裂反应等研究。^[17][11][15]

工业救国

长城牌铅笔：1936年，张大煜、赵忠尧、刘云浦、施汝为筹集资金大洋2000余元，以及严济慈先后两次所筹500元，从德国进口了制芯机，准备在北平建厂生产，1937年，由于卢沟桥事变爆发，南迁上海，并将厂名定为“长城铅笔厂”，1956年1月，长城铅笔厂并入中国铅笔一厂。^[19]

学术论文

赵忠尧发生学术论文众多，综合期刊水平，在《赵忠尧论文选集》中选取以下15篇学术论文：

时间	论文名称	刊载于
1929年	The problem of the ionized hydrogen molecule	Proc. Nat. Acad. Sc. Amer
1930年	The absorption coefficient of hard γ-rays	Proc. Nat. Acad. Sc. Amer
	Scattering of hard γ-rays	The Physical Review
1931年	Kurze originalmiteilungen	Dic Naturwisenschaften
1932年	The absorption and catering of hard γ-rays	Sc.Report Sing Hua Univ
	The abnormal absorption of heavy elements for hard γ-rays	Proc. Roy. Soc
1933年	Interaction of hard yTays with atomic nuclei	Nature
1934年	Interaction of hard y Toys with atomic nuclei	Acta Physical Sinic
1936年	The resonance absorption of ncutrons	ReportSing Hua Unity
	The resonance levels of neutrons in silver nuclei	Acta Physical Sinic
1937年	Resonance levels of neutrons in silver nuclei	Nature
	Spacing of the resonance neutron levels of silver, rhodium and bromine nuclei	Nature
1941年	Nuclear level spacing deduced from the resonance absorption of neutrons	Sc. Report Sing Hua Univ
1949年	Mixed cosmicTay showers at sea level	Phys. Rev
	High energy gammaTadiation from Be^9 D^2	Phys. Rev
1950年	Low energy alpha particles from fluorine bombarded by protons	Phys. Rev
	The angular distributions of the alphaparticles and of the gammaTays from the disintegration of fluorine by protons	Phys. Rev
1960年	6.8MeV质子对Cr,Co,Ni,Cu,Zn的弹性散射	物理学报
1963年	质子静电加速器	物理学报
1965年	低能原子核物理学的发展	科学通报
参考资料：^[18]

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出版著作

简列赵忠尧以下两本出版著作：

时间	著作名称	出版社	合作学者
1954年	《原子能》	中华全国科学技术普及协会^[7]	——
1965年	《原子能的原理和应用》	科学出版社^[8]	何泽慧、杨承宗

荣誉与奖项

时间	荣誉/奖项名称	授予单位
1948年	中央研究院院士^[6]	国立中央研究院
1955年	中国科学院学部委员(院士)^[3]	中国科学院
1995年	何梁何利基金科学与技术进步奖^[1]	何梁何利基金会

人才培养

1931年，赵忠尧任清华大学物理系教授及物理系主任，开设了中国第一门核物理课程，组织建立了中国第一个核物理实验室，^[17][5]1937年，任云南大学教授，1938年，任西南联大教授，1945年，受吴有训邀请，任中央大学物理系主任，1958年，负责筹建中国科学技术大学原子核物理和原子核工程系(后改名为近代物理系)并担任系主任，主持建立起中国科技大学第一个专业实验室，制定了原子核物理和原子核工程系的专业课程、教学大纲和科研方针，邀请了严济慈、彭桓武、张文裕等一流专家任教，开设了β谱仪、气泡室、γ共振散射、穆斯堡尔效应、核反应等较先进的实验，并亲自讲授原子核反应专业课。^[20][17]

赵忠尧先后培养了众多物理学家，其中李政道与杨振宁获得诺贝尔物理学奖，王淦昌、赵九章、彭桓武、钱三强、王大珩、陈芳允、朱光亚与邓稼先被授予两弹一星奖章。^[12][9]如诺贝尔奖获得者李政道所言：“凡是从20世纪30年代到20世纪末在国内成长的物理学家，都是经过赵老师的培养，受过赵老师的教育和启发的。”^[9]1995年10月，赵忠尧将何梁何利基金委员会所奖励的10万港币奖金全部捐献给了中科院院数学物理学部，作为科学基金，奖励北京大学、清华大学、云南大学、中国科技大学、东南大学的物理系二年级优秀学生，此外，“赵忠尧奖学金基金会”的评审由中国科学院院士与五个大学物理系的系主任组成，每年评选一次，每校各评出一名，^[23][24]2008年，中国科学技术大学举行赵忠尧奖学金签字仪式。^[25]

轶事

监狱学习

1950年8月，赵忠尧乘威尔逊总统号到达日本横滨时，赵忠尧、罗时钧和沈善炯被美方一同关押进了日本的巢鸭军事监狱，在监狱的空闲中，与一位同住的懂日文的中国难友学习日文，直到11月15日，在中国政府与国际科学界的帮助下，才经香港回到了中国大陆。^[5][15][17]

评议论文

赵忠尧在进行博士答辩时，密立根教授还记着赵忠尧挑剔论文题目的事，在评议论文时，还在教授们面前讲我的笑话，说：“这个人不知天高地厚，我那时给他这个题目，他还说要考虑考虑。”^[5]

步行运镭

1937年，卢沟桥事变后，北平沦陷，清华大学已迁往湖南长沙，赵忠尧在北平清华实验室取到50毫克镭后，步行前往湖南长沙，为躲避盘查，身穿乞丐衣服，将镭放置在咸菜罐中，一个月后才抵达湖南长沙，见到梅贻琦校长。^[26]

错失诺贝尔奖

1936年，瑞典皇家科学院决定对发现正电子这项举世瞩目的研究成果授予诺贝尔物理奖，赵忠尧未在获奖名单，诺贝尔物理奖评审会上因两组学者错的实验结果和勃莱克特、奥恰里尼两位科学家引文错误的消极影响而未授予赵忠尧诺贝尔物理学奖，当年的获奖者安德逊教授也曾在1983年出版的一本著作中公开表示自己是在赵忠尧的发现中得到了启发，导致了正电子的发现。^[16][11]

影响与评价

1979年，赵忠尧在前往德国出席物理学会议时，诺贝尔物理奖获得者丁肇中曾向其他科学家介绍说：“这位是物理学界前辈赵忠尧先生，他就是正负电子产生和湮灭过程的最早发现者，没有他的发现就没有现在的正负电子对撞机。”^[14]诺贝尔物理奖得主李政道曾说：“ 赵老师本来应该是第一个获诺贝尔物理学奖的中国人，只是由于当时别人的错误把赵老师的光荣埋没了。”^[12]中国科学院院士钱伟长曾说过：“我的老师赵忠尧教授是中国原子能之父。抗战胜利后，他到美国进修，凑钱，想法购买原子能仪器带回来，可是美国人不让他回来，百般阻挠。他曾绕道日本……才回到祖国。只有这样的爱国老师才能培养出那么多优秀人才。”^[12]

诺贝尔物理奖评审委员会主席埃克斯彭曾在留言中写道：“我遇到了一位创造了伟大历史记录的人，即赵忠尧教授，他几乎在1930年就发现了正电子，是在安德逊（1932年）之前。”^[15]2002年，叶铭汉院士在赵忠尧先生诞辰100周年纪念会贺电中称赞道：“培养了我国几代核物理、粒子物理学家，是'两弹一星’元勋王淦昌、赵九章、彭桓武、钱三强、王大珩、陈芳允、朱光亚、邓稼先的老师。”^[9]张焕乔院士回忆道：“赵老师一生为我们树立了光辉的榜样，我们要学习他的爱国主义精神和敬业精神，我们深信，赵老师的光辉形象和伟大业绩将永载人类史册。”^[25]

1998年5月28日，中国科学院学部主席团所发的唁函称赞他：“锐意进取，严谨治学，赤忱爱国，正直刚毅，艰苦朴素，德高望重，为祖国的社会主义事业做出了可贵的贡献。”^[27]

后世纪念

赵忠尧纪念馆：2000 年9 月15 日，赵忠尧教授纪念馆在中国科技大学隆重开馆，全国人大常委会副委员长周光召、杨振宁及夫人杜致礼等为纪念馆开馆揭幕，杨振宁、李政道为纪念馆题词，丁肇中为纪念馆题写了馆名，其中李政道以“一生研究，唯忠于科学；发现真理，扬尧天盛世。”作为给赵忠尧纪念馆的题词。^[20][27]

赵忠尧塑像：2008年7月6日，赵忠尧先生塑像揭幕仪式在中国科大近代物理系楼前隆重举行，此外，绍兴诸暨中学中有两座赵忠尧塑像。^[28][26]

赵忠尧先生诞辰一百周年纪念活动：2002年6月4日，中国物理学会、中科院高能物理研究所、中国原子能科学研究院、中国科技大学在高能所报告厅联合举行了隆重的纪念活动，该大会由高能物理所所长陈和生主持，此外，为了配合这次纪念活动，中国科学院高能物理研究所在网页上制作了“纪念赵忠尧先生诞辰一百周年”特刊，并印发了刊有赵忠尧先生生平以及15帧赵忠尧先生珍贵照片的《赵忠尧先生诞辰一百周年纪念册》。^[29]

赵忠尧先生诞辰120周年纪念展：2022年12月12日，中国科学技术大学在东区师生活动中心六楼博物馆举行“格物穷理德厚流光——赵忠尧先生诞辰120周年纪念展”揭幕仪式，纪念展展示了赵忠尧先生的成长轨迹、人生经历和他在中国科大工作期间的主要办学实践，缅怀了他对中国核科学事业和教育事业的不朽功绩。^[30]