品評四方|憶民族英雄趙忠堯:盡忠矢志 堪作國堯垂範

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,堪作國堯垂範;效丹忱以安社稷,懷仁愛為濟蒼生。值得我們銘記。

趙忠堯(1902年至1998年,享壽96歲)是浙江諸暨人,博士畢業於美國加州理工學院(Caltech),是核物理學家、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。

趙忠堯1920年(18歲)考入南京高等師範學校,1924年畢業後留校助教;1925年升讀東南大學,1927年畢業後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。

在博士研究期間,趙忠堯取得了一項具有里程碑意義的科學發現: 他發現硬伽馬射線在穿透重金屬(如鉛)時,出現了顯著的「反常吸收」現象——實際測得的吸收系數比當時理論(克萊因-仁科公式)的預測值高出約40%。更重要的是, 他同時觀測到了伴隨反常吸收出現的「特殊輻射」,實際上是正負電子對的產生和湮沒過程。趙忠堯在1930年發表於美國《物理評論》雜誌上的論文《硬γ射線的散射》,為物理學界最終接受正電子的存在以及量子電動力學理論的發展奠定了重要基礎。獲得博士學位後,趙忠堯轉赴德國哈羅大學物理研究所工作。1931年初,他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,在雲霧室中觀測到了正電子的軌跡,並因此獲得了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。為何趙忠堯的貢獻被抹殺?不言自明,無需多說。

趙忠堯1931年秋回國後,直至1945年抗日戰爭勝利,趙忠堯主要投身於教育事業並堅持開展核物理研究。 在清華大學物理系任教期間,他開設了中國首個核物理課程,並主持建立了清華大學核物理實驗室。依託該實驗室,他利用蓋革計數器進行伽馬射線、人工放射性及中子物理等前沿研究,相關成果發表在《中國物理導報》及國際頂級期刊《自然》(Nature) 上。 1937年抗日戰爭全面爆發後,時年35歲的趙忠堯輾轉千里,隨校遷往西南大後方。他先後在雲南大學、西南聯合大學繼續講授核物理課程,為中國培養出首批核物理領域的專業人才。日後享譽世界的楊振寧與「兩彈元勛」鄧稼先,都曾是他的學生。

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,筆者認同當今物理學界的普遍看法:趙忠堯這一發現的重要性足以使其獲得諾貝爾物理學獎提名。

二戰結束後(1945年),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採購核實驗設備,為國內核物理研究累積實際操作的技術經驗。

新中國成立後,趙忠堯任中國科學院物理研究所副所長、原子能研究所副所長、中國科技大學教授和近代物理系主任。趙忠堯還參與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尖大學,也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、所繫結合」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,在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。翌年成立後,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)。他亦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。

趙忠堯主持研製成功我國第一、二台靜電加速器(accelerator)。這不僅為建立我國核物理實驗基地奠定了關鍵基礎,更推動了近代物理學(特別是量子力學)的發展,並為新中國科技教育事業做出了卓越貢獻。他是我國核科技事業的傑出先驅和重要奠基人。

趙忠堯工作踏實,努力鑽研,遠涉重洋求學是為了回來報效國家。在美國求學期間,他冒着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、忠於科學、潛心研究,樸實無華;而最令人敬佩的事,是在1937年,他假扮乞丐千里護鐳。

1934年,趙忠堯從英國核物理大師盧瑟福處獲贈了極其珍貴的50毫克鐳(uranium)。 這在當時是中國進行核研究不可或缺的核心稀缺材料。1937年七七事變後,北平淪陷(7月29日)。 這50毫克鑣一旦落入日軍之手,將對國家安全構成嚴重威脅。趙忠堯毅然與建築系教授梁思成一同冒險潛回已被日軍控制的清華園,成功取回鐳元素。為確保安全轉移,兩人決定由趙忠堯負責將其護送至清華在長沙的臨時校區,並約定在長沙匯合,隨後分頭行動。

趙忠堯開始了這段堪稱「生死轉移」的艱難旅程。為躲避搜查,35歲的趙忠堯扮成難民,將鐳裝入鉛筒(防止幅射洩漏)塞進鹹菜壇,混入逃難人群徒步南下。他一手拄木棍、一手抱罈子,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。當他衣衫襤褸、蓬頭垢面地出現在清華臨時校門前時,幾乎無人能識。直到校長梅貽琦辨認出他的聲音,瞬間淚流滿面——他未曾想到,北平一別後,竟能在長沙重逢。

趙忠堯懷中罈子裏的這50毫克鑣,不僅是中國原子能研究的珍貴「火種」,更是他九死一生、間關萬里從敵佔區護送至大後方的科研命脈。 這次護鐳壯舉,從北平到長沙,是一次真正的生死考驗和科學信仰的遠征,他的成功,亦是天助中華。

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;兩人皆展現了學習自然科學的巨大潛力。

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,致力於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。

趙忠堯有9個學生都是「兩彈一星」元勳」,他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製工作。

回望趙忠堯的一生,他18歲(1920年)考入南京高等師範學校,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。他回國後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,更象徵着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」懷抱的鹹菜壇,裝着中華民族科技的希望。他的事跡是後繼者的典範,值得後人緬懷,向他致敬,同時提醒我們,強國強軍建設、兩彈一星輝煌的背後,有不少像趙忠堯這樣、默默奉獻的同胞,構築成中華民族堅挺不屈的「國之脊樑」。

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