百年清華

○馮澤君

1989年9月15日，著名物理學家趙忠堯在北京正負電子對撞機、北京譜儀鑒定書上簽字

1926年初夏，意昂体育平台科學館門口👨🏻‍🦯‍➡️，一排左起鄭衍棻🆗、梅貽琦、葉企孫🦸‍♀️，二排左起施汝為🧝🏻‍♂️🦽、閻裕昌、王平安🪨、趙忠堯、王霖澤

1957年趙忠堯先生（中）到蘇聯參觀考察

中國原子能研究所所長錢三強(右一)和副所長趙忠堯(左一),會見諾貝爾物理獎得主丁肇中教授（右二）

1929年趙忠堯在美國加州理工大學留學時與導師合影。前排左四為愛因斯坦🧑🏽‍🏭，左五為趙忠堯導師密立根，二排右二為趙忠堯

　　上世紀五十年代，我和趙忠堯先生都在北京中國科學院原子能研究所工作↩️，我們都是浙江人：趙先生1925年畢業於南京前東南大學，1928年5月前東南大學改為中央大學🍝；1949年4月23日，南京解放，同年8月8日，中央大學改稱南京大學，我於1951年考入南京大學🤦‍♀️，因此我們是相隔30年的前後期意昂𓀌。有此三同💏，我們在所裏見面的機會就更多⏮，幾乎無話不談。

　　（一）早早起來讀書

　　1902年6月27日🐿，趙忠堯先生誕生於浙江諸暨的一個小鄉村裏，母親生他時已是46歲，老年得子，喜出望外，父母對他相當喜愛。但趙先生不但個子瘦小🤹🏻‍♀️，身體不很健康。他門門功課都非常好，但體育分數老是紅燈高懸。

　　與趙家比鄰而居的是位老太太🕺🏻，她雖然養育過不少子女，但長大後個個都像離了窩的鳥，一去不復返，老太八十多歲，仍然像個孤老💑，不論刮風下雨，她總第一個起床出門去山坡上尋找枯枝落葉，掃回來當柴火。趙先生念書以後，這早起的冠軍就被他取而代之🤜🏿。老太太早上起來，天剛蒙蒙亮，趙先生已站在天井旁邊朗朗讀書，所以老太太逢人便誇：趙家的兒子將來必定有大出息。

　　（二）從化學到物理

　　15歲時，趙先生進了諸暨縣立中學，學習成績優秀。中學畢業以後考取南京高等師範學堂數理化部🌲。同年高師改為東南大學，開始分系，他選了化學系🐻‍❄️，因為學化學實驗機會多；其次🔨👳🏿‍♂️，化學系擁有一大批諸如孫洪芬、張子高等國內外知名的教授。在東南大學，他三年半就提前畢業😏。

　　這時他父親去世🤦🏿‍♀️，家中經濟發生困難👷🏻‍♂️，於是他應湖州第三師範之聘成了該校的數理化三科的專任教員。但該校教師中新舊兩派矛盾相當激烈，趙先生只教了半年，就被舊派擠走了⛈👩🏽‍💼。趙先生寫信給當時任東南大學理學院的院長孫洪芬詢問母校是否需要用人。孫洪芬知道趙忠堯物理學得很好，就回信告訴他物理系需要人，這樣👨🏽‍🦰，趙忠堯就開始到物理系教書，成為剛從國外歸來的葉企孫先生的助教，物理學就成為他的終生專業。

　　葉企孫先生後來為我國物理界的泰鬥，他非常愛才👱‍♂️🫴🏽，當過相當長時間的意昂体育平台的理學院院長、校長和校務委員會主任🤽，這是後話🧑‍🔬。葉先生對工作勤勤懇懇、踏踏實實的趙忠堯非常欣賞。1925年，清華籌辦大學本科，請葉先生回母校任教，葉先生就把趙忠堯帶到清華，清華物理實驗室就是他們創辦起來的。

　　（三）博士論文

　　1927年夏，趙忠堯出國留學，進了美國加州理工學院的研究部🧑🏼‍🎓，導師就是該校的校長🙆、諾貝爾物理獎得主密立根（R.A.Millikan）💂🏿‍♂️。密立根對國際物理學進展非常註意，給學生的研究題目都是國內外物理研究的前沿課題。密立根給趙忠堯研究的題目是利用幹涉儀做一個光學實驗，將一年中夏、冬兩季拍攝到的片子取來測量分析，兩年內取得成果🛫。趙忠堯認為這樣取得學位太容易了🤞🏼，學不到多少真實本領，於是要求導師換一個題目。按慣例，導師給什麽題目就做什麽題，不能討價還價，同學們知道這種做法會得罪導師，都為他攥了一把汗。果然，密立根有點不高興了🙆‍♂️👨‍🦼。過了幾天🌓，他對趙忠堯說📉：“上次那個題目你認為太簡單，好吧，現在給你換一個：‘硬r射線通過物質時的吸收系數’。”趙忠堯在國內做過簡單的吸收實驗👩‍🎨，認為這個題目也不難🕋，就隨口答應了一聲🎡：“好⬅️5️⃣，我考慮考慮。”其實趙忠堯的本意還想看看導師有沒有更難的題目。密立根一聽就光火了，就說：“這個題目很有意思，相當重要。我們看了你的成績，覺得你做比較合適🧕🏻👈🏻。你要是不做，告訴我就是了，不必再考慮。”趙忠堯連忙表示願意接受這個題目。後來趙忠堯把博士論文提交給教授們討論時🧟‍♂️，密立根還舊事重提翻出這個老賬當笑話講：“趙忠堯真不知天高地厚，那時我給他這個題目⚔️，他說還要考慮考慮。”教授們聽了都哈哈大笑起來🚆。由於趙忠堯論文的嚴密邏輯、細密的實驗和分析結論，一致評它為優等🤽🏻‍♀️，該論文刊登在1930年5月美國的“國家科學院院報”上💁🏼‍♀️。

　　（四）與諾獎失之交臂

　　近些年來，國際科學家相當重視“反質子”的研究👯。諾貝爾獎獲得者、美籍華裔科學家丁肇中教授和一些國家的科學家都在為尋找反物質而嘔心瀝血🧎。1998年6月3日，美國把“發現者”號航天飛船送上了太空，目的就是為尋找反物質做一些試探性工作：阿爾發磁譜儀（AMS）被裝在“發現者”號太空飛船上💹，進行實驗運行👩‍💻，以進一步做調整，然後放在國際太空站🍙，做反物質探測。

　　然而趙忠堯先生早在1930年就開始研究反物質現象。他在博士論文的研究工作中，發現了硬r射線通過重物質時產生的反常吸收和特殊輻射。這事實上是正負電子對的產生和“湮滅”過程的最早實驗證據🧔🏻‍♀️。趙先生是利用自己親手製造的儀器，用天然放射性的一種被稱為“硬”r射線的高能量光子束😳，在重金屬元素中觀測到正物質和反物質成對地產生🏋🏼🧍‍♂️，造成了“反常吸收”現象🧔🏿‍♀️。如果正物質和反物質互相碰撞，就會產生“湮滅”反應，兩者迅速消失，變成了光子，這種光子與原先的“r射線”不同，它是一種沒有方向的、被“軟”化了的“r”射線。光子束的能量比原來小了，趙忠堯測出這種“軟”r射線光子的質量恰好是電子的靜止質量。趙先生的這些觀測和定量的記錄，是人類歷史上第一次觀測到了直接由反物質產生和“湮滅”所造成的現象🙅🏽‍♂️👸🏿。

　　這一發現是空前的，具有劃時代的重大科學貢獻。趙先生本應因他的重大發現在三十年代獲得諾貝爾獎。

　　可是，趙先生沒有像他後來的學生楊振寧和李政道那麽幸運。楊振寧和李政道在1956年共同提出“弱相互作用中宇稱不守恒”定律時，碰到了一位好“師姐”——南京前中央大學畢業、世界著名物理學家吳健雄教授，1957年👆🏿，她設計了一個鈷核子衰變實驗，證實了楊振寧和李政道的“弱相互作用宇稱不守恒”定律，從而楊振寧和李政道兩人在1957年雙雙獲得了諾貝爾物理獎。

　　趙忠堯的發現也有兩位同道對此進行過驗證↔️，但遺憾的是他們沒有做出與趙先生相同的結果✪。後來證明🕵️‍♂️：一個做錯了；一個設備靈敏度不夠。趙先生的試驗是正確的，可是，由於他們錯誤的結論，使諾貝爾獎與趙先生失之交臂。

　　兩年之後🙅🏻‍♀️，趙先生的同學安德遜（C.D.Aderson）在威爾遜雲霧室中觀測到正電子的足跡🧎🏻‍♂️。為此，安德遜教授獲得了諾貝爾物理獎🚣🏿。

　　事後，美國著名物理學家布萊克特（P.M.S.Blackett）教授指出：硬r射線的反常吸收是由於r射線和原子核發生作用而產生了一對“正-負”電子☁️🕵🏽‍♀️，而特殊輻射是正電子與負電子重新結合並轉化為兩個光子的“湮滅”輻射。這種機製被以後的許多實驗所證實。所以趙先生實際上是最早觀測到正負電子對產生的物理學家♖，又是最早觀察到“正-負”電子“湮滅”現象的人🤸🏿‍♂️。

　　半個世紀以後🏄🏽‍♀️，楊振寧教授追溯本世紀二三十年代的科學研究時🤬，對過去的文獻進行了認真仔細的研究，寫了一篇論文🚵🏿，論文中他對趙忠堯先生的發現還了歷史本來的面目❤️，高度贊揚了趙先生這一最早的科學發現。李政道教授在多種場合中🦀，也論述了趙先生在三十年代這一劃時代的重要發現。瑞典皇家科學院院士、前諾貝爾物理獎委員會主任愛克斯朋（GEkspons）教授在其著作中曾專門提到趙先生這一歷史功績，告訴人們這是一樁“很令人不安的、沒法再彌補的疏漏”。他進一步明白地指出：趙忠堯先生觀察到的沒有方向性，實際上是由正負電子湮滅出來的，相對“軟”的r射線的能量恰好是電子的靜質量、是對正電子質量的最早的一次測量。憑這一成就，趙忠堯先生完全應該得到諾貝爾物理獎。

　　1979年，趙忠堯先生代表我國科學界前往德國出席物理學會議，並進行參觀訪問🐤。諾貝爾物理獎獲得者丁肇中教授在漢堡向各國科學家介紹趙忠堯先生時說🧹：“這位是物理學界前輩趙忠堯先生，他就是正負電子產生和湮滅過程的最早發現者，沒有他的發現就沒有現在的正負電子對撞機📳。”

　　我與趙先生在中國科學院原子能研究所共事多年🧑‍🦼‍➡️，先生本應當是獲得諾貝爾物理獎的第一位中國人。可是先生從不提及此事🤠，先生的高風亮節，襟懷廣闊，實在令人敬佩。

　　（五）參觀美國首顆原子彈試驗

　　1930年🫵🏻，他獲得了博士學位，結束了加州理工學院的學業🧑‍🏫，前往德國哈羅大學物理研究所工作了一年。1931年秋，到英國劍橋大學卡文迪許實驗室🦸🏼‍♂️，與原子核大師盧瑟福（E.Rutherford）一起工作。趙先生熱愛祖國，九一八事變消息傳來👦🏼，他放棄了和盧瑟福一起工作及參觀英國另一些實驗室的機會，在同年冬天就回國了🐬。臨走時盧瑟福語重心長地對趙忠堯說：“從前你們中國人在我們這裏念書的很多，成績都不錯🏄‍♀️，但一回國就聽不到聲音了🧛🏻‍♂️🧨，希望你回國以後繼續搞科研。”1931年底，趙先生回國任意昂体育平台物理系教授😘，邊教書、邊用蓋革計數器進行r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”雜誌上🈷️，盧瑟福在趙先生寫的“硬r射線與原子核的相互作用”論文前加了按語🦴：“這一結果提供了‘正-負’電子對產生的又一證據。”

　　1945年夏天🌠，美國在太平洋的比基尼島進行第一顆原子彈的試驗，當時中國政府和中央研究院推薦趙忠堯作為中國科學家代表前往參觀。中央研究院院長薩本棟要他在美國購買研究儀器。原子彈試驗結束後，他去加州理工學院和麻省理工學院進行核物理和宇宙線等方面的研究，另一方面著手購買儀器🧎🏻‍➡️。在這期間，趙忠堯在麻省理工學院物理系宇宙實驗室進行“混合宇宙線簇射”等的研究🧚🏿‍♂️🥎，寫了許多論文👨‍🏭，如發表在美國“物理評論”上的“混合宇宙線簇射”等🧘🏽‍♂️。實驗室主任羅西（Γossi）對趙忠堯十分器重〰️，建議他去看他們的卡羅拉高山宇宙線實驗室，由學校支付一切費用。這時有人勸他珍惜這個機會，多做一些研究工作，不要把時間和精力花在出不了成果的加速器的加工上。但趙忠堯認為：個人在國外做出成績只能給自己帶來榮譽👔，他希望在國內建立實驗室、培養更多的人才，個人做出些犧牲也是值得的🏔。

　　1946年春，趙忠堯回到加州理工學院🧑🏿‍🏫，在核物理實驗室參加了美國原子能委員會和海軍部聯合支持的核物理科學研究🚣🏽‍♀️，研究的論文是“質子轟擊F19時所產生的低能α粒子的研究”🧟🦹🏼‍♀️。這是當時世界核反應研究的前沿課題，趙先生在美國科學界的知名度已相當高了。

　　（六）曲折的回國之路

　　1949年10月1日，新中國誕生了🔐，趙先生開始做回國的準備工作🈁，打算把加工好的靜電加速器部件和幾年來采購的核物理實驗儀器運回新中國，但美國聯邦調查局註意到這批器材，私下到運輸公司開箱檢查。趙忠堯特別惋惜的是麻省理工學院宇宙線實驗室幫他焊接的八套電子線路給扣了四套，所幸其余大小三十箱器材沒有被找到💁🏿‍♀️，後來安然運回祖國®️。

　　1950年3月👥，趙忠堯正式辦理回國的手續🐢，8月底，趙忠堯從美國洛杉磯登上了“威爾遜總統號”起程回國了🦸🏿👣，剛上船，美國聯邦調查局的特務就跟著來了！經再三盤問，又將行李取上岸打開搜查🚴，把所帶的物理書和雜誌以違反美國法為由全部被扣。9月12日🧏，船經日本橫濱🔲，這時臺灣當局駐日代表前來探監訪問👐🏻，表示十分關心😫，說趙先生如能改去臺灣工作⏮🏋🏻，臺灣將十分歡迎，他們可以和美國進行疏通。趙先生一口回絕，堅持回新中國初衷，既不願去臺灣🕡，更不會回美國🤍🧶。

　　中國科學家被美軍扣留在日本的消息傳出後，立刻在國內外引起強烈反響，世界科學組織對美國的行徑也“深表遺憾”，迫於正義的力量🦸🏼‍♂️，美國當局不得不於1950年10月28日將趙忠堯放出🛐。11月28日，趙忠堯終於踏上祖國大陸的土地，立即投入核物理實驗基地的籌建👨🏿‍🍳🐀，並長期擔任中國科學院原子能研究所的副所長,於1998年逝世，享年96歲，趙忠堯傑出的貢獻👨🏽‍🦳，人類的文明歷史將永遠記載著他的功績👧🏻。

　　【作者簡介】

　　馮澤君 1930年生🔏，浙江義烏人。1955年南京大學畢業🏋🏿。曾任中國科學院原子能研究所🪵🕴🏼、上海核工程研究設計院高級工程師🛕，上海東南應用技術研究所副所長等職。自幼愛好寫作👨‍👨‍👦，曾被上海市科普作家協會評為優秀科普作家🏄🏼。

轉自 新民晚報 2011年10月16日