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爱国 求真 育人——纪念我国核物理研究的先驱者赵忠尧诞辰120周年

摘要：赵忠尧先生赤忱爱国，两度放弃西方优越的研究条件，归来为国效力。他正直刚毅、坚持实事求是，为国家的核物理研究和核物理实验设施建设倾注毕生的精力。他强调学生在理论与实验两方面均衡发展，为国家培养大量理论与实验并重的优秀人才作出了杰出贡献。

关键词：赵忠尧；核物理；加速器；人才

今年6月27日是赵忠尧先生诞辰一百二十周年纪念日。赵忠尧先生以毕生精力从事科学和教育事业，为我国发展核物理研究和原子能人才培养事业作出了重大贡献，是我国原子核物理研究的先驱者和奠基人。

1忠心报国，义无反顾

赵忠尧先生赤忱爱国，他认为科学家的天职就是要进行科学研究，以此来为国家服务。他两度放弃西方优越的研究条件，归来为国效力。

1.1第一次归国，共赴国难

赵忠尧深感国内外科学研究差距巨大，自筹经费于1927年去美国留学。他师从密立根教授，争做难度大的“硬γ射线通过物质时的吸收系数”研究课题，发现了硬γ射线在重元素上的反常吸收，并主动请缨进一步研究硬γ射线与物质相互作用的机制，观测重元素对硬γ射线的散射现象，发现了一对正负电子湮灭并转化为一对光子的湮灭辐射。结束加州理工学院的学业后，赵忠尧先后到德国哈罗大学、英国剑桥大学求学。九·一八事变，国难当头，赵忠尧决心尽快回国，卢瑟福特意将50毫克镭赠送给他，鼓励他回国后继续科学研究。1931年底，赵忠尧踏上了归国之路。

1.2第二次归国路上的斗智斗勇

l946年夏，美国在太平洋的比基尼岛进行原子弹试验，陈诚推荐的侯腾少将和萨本栋推荐的赵忠尧教授作为中国代表前去参观。核试验后，赵忠尧留在美国利用萨本栋先生筹的五万美金购买核物理器材和七万美金购买其他学科器材。

1948年冬季，赵忠尧完成了建设静电加速器的准备工作，并为中央大学定制了一个多板云雾室及配套的照相设备和电子学器材。1950年8月29日，赵忠尧和钱学森夫妇、邓稼先、涂光炽等登上了美国的“威尔逊总统号”，却遭到美国联邦调查局的搜查，幸好赵忠尧之前已经将重要资料和器材托人带回国，把其余的零部件拆散任意摆放，成功地迷惑了美国特工。在途中，美军最高司令部又连发三道命令拦截赵忠尧。9月12日，轮船经停横滨时，赵忠尧预感到会有意外发生，暗自将带在身边的一包科研记录本交给了可靠的人。赵忠尧等被送到东京的中野美军监狱，后又被转往巢鸭监狱。美国宪兵在背后拉枪栓上膛子弹威胁逼迫去台湾“洗心革面”；台湾驻日代表带来傅斯年的急电“望兄来台共事，以防不测”，赵忠尧回电说“我回大陆之意已决”。[1]他们历尽艰辛，于1951年1月抵达北京。

1.3与诺贝尔奖擦肩而过，却一心为国而无怨无悔

1936年，瑞典皇家科学院决定对发现正电子的研究成果授予诺贝尔物理学奖。当时曾郑重考虑过授予赵诺贝尔奖，后来的事实证明他的实验和观察是完全准确的，错误的是提出疑问的科学家。丁肇中在1979年西德同步辐射中心佩特拉加速器落成典礼上介绍赵忠尧时说：“这位就是正负电子产生和湮灭的最早发现者，没有他的发现，就没有现在的正负电子对撞机。”[2]2002年李政道先生说：“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。”[3]杨振宁和李炳安教授对原始文献进行细致的调查研究得出结论：综观对生成和对湮灭的发现历史，我们深深地被赵的实验所感触，这些实验探索到了重要的问题，赵的竞争者们在反常吸收和附加散射线这二个实验中都曾陷入失误。这一事实又证实了这些实验是很难做的。它们具有简捷的经典色彩，具有经得住时间考验的可靠性。不幸的是由于布莱克特和奥恰里尼在文章中疏忽的引证，以及由于其他实验造成的混淆和争议，赵的文章没有获得其本应充分获得的评价。[4]

赵忠尧第二次出国期间，有人劝他好好利用出国机会搞研究多出成果，不要将主要精力用于定制加速器设备上。他却认为：一个人在国外做出成绩，只能给自己带来荣誉，要提高整个中华民族的科学文化水平，实现国家富强，还得回国身体力行。如果国内有了加速器，不但可以开展核科学研究，而且可以培养人才。[5]

1956年9月，中苏等12个国家共同建立联合原子核研究所，赵忠尧向上级领导提议把第二个加速器建到中国来，在后来的反右派运动中，他却因此而被开了评判会。1968年，他被关进了“牛棚”,理由是他在日本横滨被扣押有“特务嫌疑”。在“牛棚”里，他写的数万字的“检查交代”材料，言辞平和真切，不卑不亢，如实陈述自己的历史，没有假话，不连累他人。[6]784面对纷纷扰扰，他一如既往地坚持科学研究，同事们戏称他“质量很大”[7]188，决不轻易为外力所推动。

2热爱实验，求真务实

赵忠尧先生认为实验是物理学发展的源泉，因此十分重视学习实验技术和培养自己的动手能力。[6]778从1924年冬天在东南大学为叶企孙教授准备物理实验，到1989年9月在北京正负电子对撞机、北京谱仪鉴定书上签字。一生致力于国家科学实验室建设。

2.1专心致志于加速器建设

核物理实验需要用高能粒子轰击原子核，引起核的嬗变，用仪器探测这些变化推断出核的结构和性质。要进行大量的、有预期目标的实验研究必须使用粒子加速器，赵忠尧决心为祖国建设一台加速器。

2.1.1建设V1、V2加速器

在美国参观原子弹试验后，经过反复斟酌，赵忠尧决定设计一台规模较小但结构比较先进的高气压型静电加速器，一些国内无法制造的精密部件在美国秘密定制，再托运回国建造加速器。赵忠尧先到加州大学访问回旋加速器的发明者劳伦斯，但是美国原子能委员会正在清除它所管辖下的核物理实验室外籍科学家。他到加州理工学院拜访了老师密立根教授，密立根聘他为工作助手，特意让他多接触实验设备和相关图纸。

赵忠尧来到了坎布里奇的麻省理工学院物理系，静电加速器的发明人范德格喇夫正在这里建设一台高气压型的质子静电加速器，出于商业利益和保密的考虑，不接受外人学习静电加速器。赵忠尧去电机系的静电加速器实验室，学习静电加速器发电部分和加速管的制造。屈润普教授将实验室里一台旧的大气型静电加速器转给他作试验用，赵忠尧参考该实验室的资料设计一台能量为200万电子伏的高气压型质子静电加速器。为了进一步学习离子源的技术，赵忠尧转去华盛顿卡内基地磁研究所访问，所长图夫让他多研究加速器上设备，赵忠尧挽留毕德显先生多待半年，一起设计静电加速器。

为了寻觅厂家定制加速器部件，赵忠尧回到麻省理工学院宇宙射线研究室。研究室主任罗西教授请他去卡罗拉陀高山宇宙射线实验室参观，拨了一个技师为他焊接了八套核物理实验用的电子线路。加速器上的机械设备都是用量少、加工精度要求高的特种型号，要找到合适的厂家来制造不容易。在朋友的帮助下，终于找到一家开价较为合理的、制造飞机零件的加工厂。这样，加速器运转部分、绝缘柱和电极的制造总算有了着落。[8]

1949年，花了几年心血定制的加速器部件等核物理实验器材却被联邦调查局盯上了，他们派人到运输公司开箱检查，还到加州理工学院去调查，虽然杜曼教授告诉特工这些器材与原子武器毫无关系，他们还是扣去了四套完整的核物理实验用的电子学线路等器材。

1955年，赵忠尧用带回的零件和器材，主持建成中国第一台700keV质子静电加速器V1，1958年又主持研制成功2.5MeV的高气压型质子静电加速器V2。

2.1.2为高能基地建设奔波

为了及早在加速器上开展基础研究工作，赵忠尧于1972年7月5日给中国科学院领导提出《对于在转变中关村分部为高能研究基地的同时，应该加强低能核物理组成部分的意见》。1973年3月,高能物理和高能加速器预制研究工作会议在香山召开，赵忠尧作《建立高能物理研究基地的一个设想的路子》的讲话，他建议从国外购入一个70兆伏的等时性回旋加速器作为注入器，可以很快地为高能所的科研提供条件。1974年开展了“批林批孔”运动，“四人帮”借此攻击周恩来总理。在周总理关心下所开展的高能加速器预制研究计划也就此搁浅。[9]

1981年，国家计委对玉泉路高能加速器提出了建造2×22亿电子伏正负电子对撞机的方案。1983年12月,中央书记处第103次会议决定北京正负电子对撞机列入国家重点工程建设项目，并成立由谷羽任组长的工程领导小组。1984年10月，BEPC工程在玉泉路高能所破土动工，1988年10月实现正负电子对撞，1989年4月北京谱仪在对撞点安装就位。1989年9月15日，赵忠尧在北京正负电子对撞机、北京谱仪鉴定书上签字。[7]201

2.2身体力行，为实验室建设不遗余力

2.2.1重视动手能力、拼命护镭

第一次留学美国时，赵忠尧特意花25美元购得一辆旧汽车，在课余时间学习简单的汽车修理和驾驶。每当休息日，他常常满身油污，仰卧于汽车下面，拆拆装装。[10]在修理汽车的过程中，增强体质、锻炼了动手能力，以满足科学实验的需要。

1937年卢沟桥事变后，北平沦陷，卢瑟福赠送给他的50毫克放射性物质镭还在清华大学实验室里，赵忠尧不顾个人安危潜回北平，与好友梁思成一起避开日军的岗哨，从清华园实验室取出镭，并走上护送镭的道路。为了躲避日军的盘查与搜身，赵忠尧把自己打扮成乞丐模样，将镭装入一个咸菜坛子里，历尽艰辛来到了国立长沙临时大学，将镭交给清华校长梅贻琦。

2.2.2精湛的制作技术

赵忠尧1930年春天开始用高气压电离室和真空静电计进行测量。德国的豪夫曼教授发明的真空静电计中有一根用包银的白金丝拉制后、再将外面的银用酸腐蚀掉制成的极细白金丝。白金丝的上端通过一个焊接点和电离室的中心电极相连，下端连接一个会转动的悬挂金属片，指示电压的大小。[11]接通电源后静电计的指针十几分钟还达不到稳定点。密立根教授要求赵忠尧设法解决这个问题，他用弹簧挂住静电计的支架，放在四个网球支撑的平板上，努力排除环境引起指针的不稳定，还是无法达到稳定的效果。他从导电不良的角度，在焊接处滴了一些导电的碳制黑墨水，指针立即变得稳定且灵活，准确测量电离电流。

在V2加速器建设中，加速管的封接是建造加速器的关键步骤之一，赵忠尧利用在麻省理工学院学习的技术，从磨玻璃环开始，到涂胶、加热封接，每一步都精益求精。这台2.5MeV高气压型的质子静电加速器终于在1958年建成，由于加速管和真空部件做得比苏联进口的还要好，一直用到2000年。

3矢志育人，桃李满园

从湖州师范学校当教员，到设立赵忠尧奖学金，一生鞠躬尽瘁为国培养人才。

3.1开创我国初期物理实验教育

1924年春，赵忠尧在湖州师范学校的数理化当教员，半年后回母校东南大学当叶企孙教授的助教，协助叶企孙准备物理实验教学。1925年夏，叶企孙邀赵忠尧一同前往北京清华学堂筹办大学本科，负责实验课、制备实验仪器，奠定了清华大学物理实验室的基础。这一时期的学生中，有王淦昌、周同庆、施士元等人。

赵忠尧1931年在清华大学任物理系教授，开设了我国首个核物理课程，主持建立我国第一个核物理实验室，进行γ射线、人工放射性与中子物理等一系列开创性的研究工作。这一时期清华物理系毕业的学生中，有赵九章、钱三强、何泽慧、彭桓武、王大珩、于光远等。1937年，应熊庆来校长之邀到云南大学讲授了一年的物理与数学课。1938至1945年，赵忠尧在西南联合大学物理系任教。这一时期他的学生中有李政道、杨振宁以及“两弹元勋”朱光亚、邓稼先等。1945年冬，赵忠尧离开西南联大，赴重庆担任中央大学物理系主任。

3.2创建中关村青年人才培养基地

一批批中青年人才在中关村建立实验室和研制加速器的过程中，逐步掌握了高压技术、高真空技术、高频技术及离子源技术。带动了探测器技术及记数管技术等实验方法的提升。培养了踏实严谨、一丝不苟的科研态度，使他们迅速成长为科技骨干。如金建中后来领导了兰州高真空技术研究所的建设，叶铭汉后来参与正负电子对撞机并领导了北京谱仪的建设。V2加速器成为培养我国核技术专业人才的“孵化器”，当时几乎所有准备上核项目的单位都派人到这台加速器上培训，科技界把这台加速器亲切地称为“老母鸡”。[7]165

3.3　创建中国科学技术大学

1958年建立中国科学技术大学，赵忠尧任科大近代物理系的主任。他很快地建立起β谱仪、气泡室、γ共振散射、穆斯堡尔效应、核反应等实验室。赵忠尧很注意培养方法，尽可能使学生在理论和实验两方面都得到发展，培养出一批理论、实验并重的人才。科大近代物理系能在短时间内跻身于国内一流大学一流系科行列，与赵忠尧的贡献是分不开的。[12]让学生参与实验室建设及教师的科研工作，使学生在理论和实验两方面都得到发展，是科大一直沿续至今的传统。

3.4设立赵忠尧奖学金

1995年10月，赵忠尧获得“何梁何利基金科学与技术进步奖”。他将奖金全部捐献给东南大学、清华大学、北京大学、云南大学和中国科技大学设立了“赵忠尧奖学金”，以奖励物理系的优秀学生为祖国的繁荣富强而勤奋学习。

赵忠尧先生在他的《我的回忆》中对自己的一生总结为“我一直在为祖国兢兢业业地工作，说老实话，做老实事，没有谋取私利，没有虚度光阴。”[13]今年恰逢赵忠尧诞辰120周年，我们缅怀他为新中国科技教育事业所做的卓越贡献，赵忠尧先生一生爱国、求真务实、为国育人的精神是我们学习的榜样。

参考文献

[1]吴跃农.1936年诺贝尔奖的遗憾——记中国核事业先驱赵忠尧［Ｊ］.《党史纵横》，2005（1）：11.

[2]丁兆君.中国核物理事业的先驱者和奠基人——赵忠尧［Ｊ］.现代物理知识，2016（5）：71.

[3]柳怀祖.李政道在赵忠尧诞辰百年纪念会上发言［Ｊ］.现代物理知识，2002（6）：54.

[4]李炳安杨振宁.赵忠尧，电子对产生和湮灭［Ｊ］.现代物理知识，1998（6）：32-33.

[5]顾迈南.对撞之歌［Ｊ］.瞭望周刊，1988（12）：11.

[6]蔡漪澜马彤军.为了祖国，为了科学——记赵忠尧教授［Ｊ］.自然杂志，1983（10）.

[7]段治文钟学敏.核物理先驱——赵忠尧传［Ｍ］.杭州：浙江人民出版社，2007.

[8]周光召.为了科学，为了祖国──在赵忠尧教授90寿辰庆祝大会上的讲话［Ｊ］.物理，1992（11）：691.

[9]丁兆君胡化凯.“七下八上”的中国高能加速器建设［Ｊ］.科学文化评论，2006（2）：90.

[10]赵忠尧.我的回忆——在美国留学时期1927-1931年冬［Ｊ］.现代物理知识，1992（5）：3.

[11]赵忠尧.不知天高地厚，只想多学方法技术——我在美国的博士研究生实验［Ｊ］.科学，1992（4）：55.

[12]高能物理研究所.我国核物理研究的开拓者赵忠尧［Ｊ］.中国科学院院刊，2002（4）：295.

[13]赵忠尧.我的回忆［Ｊ］.现代物理知识，1993（2）：44.