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无冕之王赵忠尧:扮乞丐保护“火种”,若无他,中国原子弹会很难
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2023.03.13 广东

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20世纪初的中国,和国际上的差距非常大。

如1905年,科学家爱因斯坦的“狭义相对论”已经问世,标志着物理学进入新纪元。可当时的中国读书人还在读四书五经,清政府刚废除了科举制,引得国内一片不满。

哪怕后来民国建立,中国加快工业化,也难以快速弥补这个差距。

好在当时中国的有识之士已经奋起直追,大量留学生从海外学来先进知识建设中国,哪怕是较为冷门的核物理领域,也有人在一穷二白中探索。

其中,对国防极为重要的中国核物理的引路人,就是科学家赵忠尧。

赵忠尧是民国初期的留美学生,曾在美国加州理工学习核物理,后来回到清华任教,开设了中国史上第一个核物理班。

早在留美期间,赵忠尧就发现了“正负电子对湮灭现象”,曾一度被视为诺贝尔奖的有力人选。可惜的是,因为诺奖委员会的失误,赵忠尧和诺贝尔物理学奖失之交臂。

在抗日战争期间,赵忠尧又保护着50毫克镭元素,徒步从北京跑到长沙,哪怕蓬头垢面如乞丐一般,也没有丢弃这些宝贵的实验材料,用生命为中国核物理事业保留了火种。

如果没有他,中国的核事业会更晚启程,而中国的原子弹建设之路会走得更难。

作为中国核物理事业和原子弹建设的“无冕之王”,赵忠尧是怎么成长的?他的一生都有哪些传奇的故事?他又为中国留下了什么?

一、为中国物理学,赵忠尧自费赴美

1902年,赵忠尧出生在中国浙江的诸暨市,他的家族是诸暨当地的望族,祖辈行医为生。

赵忠尧的父亲赵继和是个名医,但是时值清朝末年,赵继和看着中国的衰弱,深知“学医救不了中国”的道理,不许孩子们学中医,而要学习科学来建设祖国。

在赵继和的几个孩子里,赵忠尧最为聪慧,从小好学,成绩优异。1920年,年仅18岁的赵忠尧考入了民国的著名学府“南京高等师范”,学习数学、化学专业。

求学期间,“南京高等师范”扩建为“国立东南大学”。

1924年,赵忠尧从“东南大学”毕业,本该走入社会,但同年他的父亲赵继和去世,家里的经济情况一落千丈。

为了生活,赵忠尧选择留在学校,担任物理学助教,半工半读,次年拿到物理学学士学位。

当时,带赵忠尧从事研究的老师是名师叶企孙,此人是中国现代物理学奠基人,在20世纪20年代被各地大学所崇敬。

1925年,叶企孙受邀北上,去清华大学组建物理学专业,他走的时候除了带着自己的书籍和材料,就带上了学生兼助教赵忠尧。

赵忠尧和叶企孙一同前往北京,成为清华物理系的组建人之一。叶企孙是清华物理系第一任系主任,赵忠尧就在物理系当老师,负责筹备实验室,并教授实验课。

在清华授课的时期,赵忠尧一边带学生,一边自学。

在赵忠尧学习了很多外国一手科研材料后,猛然对中外的物理学差距感到震惊——西方已经在微观物理领域大踏步前进,但中国在这方面几乎是空白,一无人才,二无设备。

西方物理学日新月异,中国人如果不早点跟上,差距会越拉越大,赵忠尧对此心急如焚。

在跟自己的导师叶企孙商议后,赵忠尧决定自己出去留学,没有国家公费,借钱也要去。

后来,赵忠尧自己筹钱,从学校贷款,跟亲戚借钱,最后带着介绍信在1927年夏天远赴美国加州理工留学。

赵忠尧来到美国后,师从美国物理学家密立根,此人当时是加州理工的校长,也是诺贝尔物理学奖得主,赵忠尧在他门下读了两年博士。

而在密立根眼里,这些亚洲学生来美留学多半是为了一个头衔,回国好在大学任教。于是在1929年,在赵忠尧即将毕业之际,密立根给赵忠尧安排了一个极为简单的课题。

密立根也知道,这些学生的经济状况很差,难以长期在美国学习,所以一个难度适中的课题,似乎是对这些学子最好的安排。

可是赵忠尧看到课题后却不开心,他想的并不是毕业,而是要有学术上的作为,要学到最尖端的东西,造福自己的国家。

赵忠尧请密立根先生换一个题目给自己,可这却让密立根颇为不快,毕竟这位校长是国际学术界的风云人物,很少有人敢质疑他,或者反驳他。

但在密立根心里,他其实也被赵忠尧的真诚和热情打动了。最后,他给赵忠尧挑了一个难度很高的毕业课题——硬γ射线在通过物质时的吸收系数。

二、一颗诺贝尔奖的“遗珠”

在当时的粒子物理学之中,人们已经发现了质子、电子、中子等微粒子存在,可是这些东西如何运动组合,人类一无所知。

当时的西方科学家认为,质子和电子能组成原子核,并向外释放γ射线,该射线在穿越物质时遵循一个“康普顿散射公式”。

可是截止1929年,“康普顿散射公式”还是个假设,没有试验结果验证其正确性。于是密立根就给了赵忠尧这个课题,让他观察γ设想的实验数据,验证“康普顿散射公式”。

这个实验含金量很高,是物理学的前沿领域,赵忠尧心满意足,而他的同学们却评价不一,有人甚至等着看赵忠尧的笑话。

但是赵忠尧完全不被外界打扰,一头扎进了实验室里,没日没夜做实验。

在努力了一年之后,赵忠尧的实验终于取得进展,并发表了论文“硬γ射线的散射”。

该论文用详实数据验证了“康普顿散射公式”的应用范围,他观测到了γ射线通过“重物质”后有反常吸收现象,引起了全世界科学家的注意。

两年后,顺着赵忠尧的方向,他的同学安德逊发现了正负电子的湮灭现象,由此获得了诺贝尔物理学奖。

其实按照发现顺序,这个奖项无疑该属于赵忠尧,但当时的诺贝尔奖评奖委员会在发布论文时间,以及论文数据验证上的争议,让赵忠尧和诺奖失之交臂。

20世纪末,诺奖委员会也承认:“赵忠尧是诺奖的遗珠。”

但是赵忠尧没有拘泥于这些,因为就在他潜心研究物理的时候,1931年“九一八事变”爆发了,日本人夺走了中国的东三省。

此时,远在他乡的赵忠尧看到国家有难,一心只想回国教学,报效国家。

当时,赵忠尧正好在欧洲留学,先后在德国哈罗大学、英国剑桥大学工作。

而在剑桥大学的“卡文迪许实验室”,赵忠尧和世界著名的实验物理学家,“原子核物理之父”欧内斯特.卢瑟福一起工作。

在实验室中,赵忠尧表现优异,卢瑟福也非常喜欢这个中国学生。为留念师生情,在赵忠尧从学校毕业时,卢瑟福赠送了他50毫克“镭元素”,让他带回中国去继续进行物理学研究。

要知道,这50毫克镭可不便宜,价值几万美金,而且属于稀缺资源,有钱都不一定买得到。

后来在抗战期间,为了保护这点镭元素,赵忠尧差点丢掉了性命。

三、用生命奔走数月,只为护住火种

30年代初,回到北平的赵忠尧继续在清华大学任教,并开设了中国最早的核物理课。

新中国早期的核物理先驱,如钱三强、邓稼先、朱光亚,都是在赵忠尧的课堂上“启蒙”的,所以他也被誉为是“中国核物理学的开山祖师”。

在赵忠尧等一众学者的努力下,30年代的中国学界正在积极进步,但在1937年,因为日寇全面侵华,这一趋势被冷酷打断了。

七七事变后,北方的学校大批南下,途径南京、武汉、湖南等地,清华大学则停在长沙。

但是在学校整体南下时,正在南方讲学的赵忠尧却坐着火车北上,他要去清华大学实验室,把5年前卢瑟福送给他的50毫克镭拿回来。

在当时,那在中国是非常稀缺的实验材料,对核物理系影响重大。

正当赵忠尧冒着战火回到北平时,北平已经被日军占领,清华园也遭到了破坏。赵忠尧没办法,找到了留在北平的梁思成教授,告诉他自己要去拿镭的事情。

梁思成一开始劝他放弃,毕竟日本鬼子的兵杀人不眨眼,几句话说不对,就是刺刀见红。

但赵忠尧非常坚定,那50毫克镭是核物理系的宝贝,这次丢了,不知猴年马月才能再得到。

最后,梁思成被说动了,主动开着车载赵忠尧去清华园,幸运地在物理实验室里找到了50毫克镭的玻璃瓶,更幸运的是,这50毫克镭并没有被破坏。

为了把这东西运出去,赵忠尧去食堂找了个咸菜坛子,把玻璃瓶塞到了咸菜之中,并在梁思成的护送下出了城,跟着难民往南而去。

如果当时赵忠尧能买到车票,其实他很快就能到达长江一带,但是日军占领平津后迅速沿着平汉铁路南下,一路攻城拔寨,华北地区基本失守沦陷。

见铁路线断了,赵忠尧只好跟着难民一起逃难,从北平到湖南长沙,他走了足足三个多月,期间幸好在河南遇到熟人接济,才不至于饿死。

转眼,时间来到1937年10月,赵忠尧终于站在了湖南长沙的“清华大学临时校区”前,只见他怀抱着一个咸菜坛子,步履蹒跚地往大门里走。

可门卫看到一个头发遮脸,浑身破烂的人要进学校,还以为是乞丐,赶紧把他拦住。赵忠尧颤巍巍地说:“我是老师,我要找校长。”

门卫很诧异,这个人的口音不是本地人,而且直呼校长梅贻琦的名字,他就把这事儿报告给了梅贻琦。

梅贻琦出来一看,这哪是乞丐,正是已经“失踪”了三个月的赵忠尧教授。从梁思成给清华大学打电报开始算起,梅贻琦已经等了赵忠尧几个月,大家都怕他出什么闪失。

此时的赵忠尧蓬头垢面,破衣烂衫,但眼神依然明亮。他指了指手里的咸菜坛子告诉梅贻琦:“这50毫克镭安然无恙,我这趟苦就没白吃。”

中国核物理学的“火种”,就这么被赵忠尧用生命保护了下来。

四、为国奉献一生,堪称学界楷模

赵忠尧回到了清华,随后又跟着各大学再次西去,最终在云南昆明落脚,并在这里重启核物理学的教学。

此后,赵忠尧的50毫克镭继续发挥作用,后来支撑清华大学核物理专业做了很多实验,让中国学生得以发表被西方接受的论文,让他们走出国门去留学。

抗战期间,赵忠尧在西南联大工作,战后被国民政府任命为特使,前往美国观察核武器的研究工作,成为第一个亲自观摩核武器实验的中国专家。

1946年,在赵忠尧看过美国“比基尼岛”核爆试验,见识到原子弹毁天灭地的威力后,赵忠尧不敢相信,就是这个恐怖的武器征服了日本人,他在心里暗暗叹息。

随后几年,赵忠尧没有回国,而是回到母校“加州理工”继续核物理研究。在同一时间,中国也有一大批留学生在美国学习理科,他们都是后来新中国科学界的中流砥柱。

在赵忠尧研究核物理的同时,他非常关注核武器的制造技术,很多学生劝他省省心,因为这个技术在当时是世界顶尖,一穷二白的中国尚未具备支撑研究的实力。

但赵忠尧不服气,他知道中国若要强大,必须要核武器。

在接下来的4年里,赵忠尧积极学习核物理的“加速器”的技术,并自己筹办了很多实验器材,使用一份,备用一份。

这些买加速器元件的钱,其实都是从他的生活费里省出来的,还有借款和募捐购买的。令人意外的是,特朗普家族居然也有资助,美国前总统特朗普的叔叔“约翰”就捐助过赵忠尧。

约翰不是商人,而是加州理工的教授,他非常欣赏赵忠尧,给他送了不少“废品”,其中很多都是早期加速器的重要元件。

1950年,赵忠尧、钱学森等上百个中国留学生乘坐“威尔逊总统号”回国,结果却遭到了美国人的阻拦。

在船上,钱学森直接被带走软禁,赵忠尧等人虽顺利坐船横跨太平洋到了日本,却在日本被CIA的特工拦下,劝阻他们继续前行。

但是赵忠尧等人坚持回祖国,美国人恼羞成怒,居然把他们全部丢到监狱。

赵忠尧等人住在“巢鸭监狱”,这本是美国关押日本战犯的地方,现在居然关押一群科学家。

最后,在中国和苏联、美国学界的施压下,美国政府迫于压力,最后才决定扣下科学家们全部的书籍和纸质资料,只放人走。

好在赵忠尧早有准备,把“加速器”零件分批托运到了中国,这些东西才没有被美国人拦下。

在经过一番波折后,1950年底,赵忠尧等一批科学家终于回到了祖国,当他们回到北京时,马上受到了党中央领导人的亲切接待。

不久后,这些科学家回到了自己工作的地方,开始教学和研究。而赵忠尧几乎没有任何休息,一头扎进新开的“核物理研究所”。

很快,赵忠尧就和学生们一起组装出中国第一台“质子静电加速器”,并在后来7年里反复进行更新,使其能量从70万电子伏上升到250万电子伏,达到世界先进水平。

正是这台加速器,帮助新中国做了大量核物理研究,促进了核武器的开发。后来,这台加速器又发挥了半个世纪的余热,直到21世纪才退休。

社会主义建设时期,赵忠尧积极培养物理人才,一直是核物理学界的泰山北斗。

在70年代末,当国家经济建设走上正轨后,赵忠尧依旧任劳任怨,继续负责中国“正负电子对撞机”的研制工作,制造出了世界先进的大型“正负电子对撞机”。

在赵忠尧的领导下,中国核物理学在80年代全面提升,90年代开始和世界先进水平深度交流。但可惜的是,1998年,赵忠尧教授在北京去世,享年96岁。

杨振宁后来高度评价了赵忠尧,称他为“中国最被低估的天才之一”。

赵忠尧不仅学术成就高,更重要的是会教学、会带人,为中国培养了大量物理学人才,这是功在千秋的成绩,值得中国物理学界代代传颂。


文/商学野

参考资料:《诺贝尔奖的遗憾——献给杰出物理学家赵忠尧》,施宝华

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