文︱關品方
今天介紹一位較少為人所知的民族英雄趙忠堯。他一生盡忠矢志,堪作國堯垂范;效丹忱以安社稷,懷仁愛為濟蒼生。值得我們銘記。
趙忠堯(1902至1998,享壽96歲)是浙江諸暨人,博士畢業于美國加州理工學院(Caltech),核物理學家,中央研究院院士、中國科學院學部委員(院士),曾任中國科學院高能物理研究所副所長、中國科學院原子能研究所副所長;是我國核物理、加速器、宇宙線研究的先驅者和奠基人之一。
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趙忠堯1920年(18歲)考入南京高等師范學校,1924年畢業后留校助教;1925年升讀東南大學,1927年畢業后赴美國加州理工學院深造,師從諾貝爾獎獲得者密立根教授,1930年(28歲)獲得博士學位。當年,趙忠堯發現:與"異常吸收"同時存在的,還有"額外散輻射",發表題為《硬Y射線的散射》的論文在美國《物理評論》雜志上。他發現硬伽馬射線通過重金屬元素(例如:鉛)時,所測得的吸收系數比較《克萊因-仁科》公式的結果大了40%左右,是“反常吸收”;他還觀察到“特殊輻射”,實際上是首次觀察到正負電子對(pairing)的產生和湮沒現象,發現了正電子、讓物理學家接受量子電動力學的理論,發揮了重要作用。趙忠堯隨后轉赴德國哈羅大學物理研究所工作,翌年初(1931)到英國,與原子核大師盧瑟福(Rutherford)一起做研究,同年秋返國。
值得一提的是,1932年,趙忠堯的同門安德森被他的研究啟發,在云霧室中觀測到了正電子的軌跡,并因此獲得了1936年的諾貝爾物理學獎。趙忠堯的工作實際上為安德森打開了進一步驗證正電子的大門。安德森是瑞典裔美國人,父母從瑞典移民到紐約。為什么趙忠堯的貢獻被抹殺?不言自明,無需多說。
趙忠堯1931年回國后,直到1945年抗戰勝利,期間主要從事教育工作并參與核物理研究。他出任清華大學物理系教授,開設我國首個核物理課程,主持建立清華大學核物理實驗室,用蓋革計數器進行伽馬射線人工放射性和中子物理的研究工作,論文發表在中國的《物理導報》和英國的《自然》雜志上。1937年抗戰爆發,他(35歲)遠赴西南大后方任教,先后在云南大學、西南聯合大學講授核物理課程,培養了我國首批核物理領域人才。楊振寧和鄧稼先都是他的學生。
趙忠堯早在1930年已提出的硬γ射線通過物質時有反常吸收現象,是首個正負電子對產生和湮滅的實驗證據,可惜未獲國際學術界充分認可。現在回顧起來,筆者認同意今天物理學界的普遍看法,認為趙忠堯的發現足以贏得被提名諾貝爾物理學獎。
二戰結束后(1945),趙忠堯到美國麻省理工學院(MIT)物理系宇宙實驗室進行“混合宇宙線簇射”研究,論文仍發表在《物理評論》上。1946年,他重返加州理工學院,參加美國原子能委員會和海軍總部聯合支持的核物理應用項目,對“質子轟擊F19時所產生的低能α粒子”進行研究。那是當年世界核反應堆研究的前沿課題。當年他赴美的目的還包括采購核實驗設備,為國內核物理研究累積實際操作的技術經驗。
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新中國建國后,趙忠堯歷任中國科學院物理研究所副所長、原子能研究所副所長,中國科技大學教授、近代物理系主任。趙忠堯還參予了中國科學技術大學的籌建工作,與國家戰略需求緊密關連。中國科學技術大學1958年成立,是在“兩彈一星”事業的背景下由中央創辦的頂端大學,是中國教育史和科學史上的重大突破。建校初期,中國科學院實施“全院辦校、所系結合”的辦學方針,匯集了華羅庚、錢學森、郭永懷等一批著名科學家,高起點培養尖端科技人才,建校第二年即被列為全國重點大學。
1972年,趙忠堯參與高能物理研究所籌建工作。翌年成立后,他擔任副所長、主管實驗物理部的工作。他的其他成就包括1955年被選聘為中國科學院學部委員(院士)。他是中國核學會名譽理事長,中國物理學會副理事長、名譽理事;第四、五、六屆全國人大常務委員會委員。
趙忠堯主持建成了我國第一、二臺靜電加速器(accelerator),為建立核物理實驗基地、為近代物理學的量子力學發展、為新中國科技教育事業,都做出了卓越貢獻,是我國核事業的前驅者、奠基人。
趙忠堯工作踏實,努力鉆研,遠涉重洋求學是為了回來報效國家。在美國求學期間,他冒著被核輻射感染的危險。主動請求承擔最具挑戰性的研究題目。他一生為人正直、忠于科學、潛心研究,樸實無華;最令人敬佩的事,是在1937年,他假扮乞丐千里護鐳。
當年,當他懷抱咸菜壇子出現在湖南長沙清華臨時校區門前的時候,衣衫襤褸、蓬頭垢面。校長梅貽琦辨認出他的聲音后,淚流滿面,沒想到北平一別之后,能夠在長沙重逢。趙忠堯懷中壇子藏著50毫克鐳(uranium),是中國原子能研究的“火種”,也是他歷經九死一生從北平間關萬里徒步帶到大后方的科研命脈。這個護鐳壯舉,從北平到長沙,是生死轉移。1934年,趙忠堯從英國核物理大師盧瑟福處獲贈50毫克鐳,是當時中國稀缺的核研究核心材料。1937年七七事變后,日軍7月29日占領北平。鐳若落入敵手,將嚴重威脅國家安全,生死攸關,非同小可。趙忠堯與梁思成(建筑系教授)冒死潛返清華園取回鐳元素,隨后兩人決定由趙忠堯轉移至清華在長沙的臨時校區。兩人各自上路,約定長沙重會。
為了躲避日軍搜查,趙忠堯(35歲)扮成難民,將鐳裝入鉛筒(防止幅射泄漏)塞進咸菜壇,混入逃難人群徒步南下。他一手拄木棍、一手抱壇子,胸口被磨出血印,風餐露宿,從北平步行大約1530公里歷時40多天抵達長沙,期間多次突破日軍關卡搜查。他有幸成功,是天助中華。
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趙忠堯從留學先驅到“兩彈一星”奠基人,錯失諾獎,無怨無悔。1938年12月,趙忠堯(36歲)是西南聯大物理系教授,他的學生楊振寧當年16歲,鄧稼先更只有14歲;兩人展現巨大的學習自然科學的潛力。
1957年,學生楊振寧(35歲)獲頒諾貝爾物理學獎;同年,老師趙忠堯在中科院近代物理所桃李滿門,致力于核物理實驗室建設與加速器研發;同時參與籌建中國科學技術大學(翌年成立,如上述)。
趙忠堯本人不是“兩彈一星”元勛,但他有9個學生都是“兩彈一星”元勛。趙忠堯在核物理領域的貢獻極其突出,特別是他帶回了50毫克的鐳,對于中國核研究的起步至關重要。“兩彈一星”元勛的評選標準除了科研貢獻之外還包括在具體項目中的直接參與和領導作用。趙忠堯的主要貢獻更多體現在基礎研究和人才培養方面,而非直接參與原子彈、氫彈和人造衛星的具體研制工作。“兩彈一星”元勛的評選是在1999年,受到當年某些評估條件的局限,導致一些早期從事基礎理論研究的科學家的貢獻未能得到充分認可。正因為這樣,成功不必在我,功成必然有我;趙忠堯的可貴之處在此。
回望趙忠堯的一生,他18歲(1920)考入南京高等師范學校,師從物理學家葉企孫,是他取得成就的起點。1929年在美國加州理工學院師從諾獎得主密立根,首次觀測到正電子湮滅現象,成果足以獲諾貝爾獎卻因當時中國科研的國際影響力不足而被忽視。他回國后創辦中國首個核物理實驗室,開設國內首門核物理課程,在西南聯大建立關鍵實驗條件,培育了9個“兩彈一星元勛”,是大師之師。他的學生包括錢三強、鄧稼先、朱光亞、周光召、楊振寧。在西南聯大期間,他還創辦了“長城鉛筆廠”,用生產鉛筆的收益補貼科研與教學,展現科研與實業結合的智慧。他將被永遠銘記為“鐳元素守護者”。他的護鐳壯舉,不僅保衛了中國核物理研究的火種,更象征著在國難當頭的戰亂年代、科學家以身許國的精神。
清華的梅貽琦校長說過,這位“乞丐教授”懷抱的咸菜壇,裝著中華民族科技的希望。他的事跡是后繼者的典范,值得后人緬懷,向他致敬,同時提醒我們,強國強軍建設、兩彈一星輝煌的背后,有不少好像趙忠堯這樣、默默奉獻的同胞,構筑成中華民族堅挺不屈的“國之脊梁”。
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