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物理学家赵忠尧

2008-1-18 11:46:20   网络转摘
诺贝尔物理学奖授予了1932年在云雾室中观测到正电子径迹的安德逊,而不是1930年首先发现了正负电子湮灭的赵忠尧。

  安德逊也承认,当他的同学赵忠尧的实验结果出来的时候,他正在赵忠尧的隔壁办公室,当时他就意识到赵忠尧的实验结果已经表明存在着一种人们尚未知道的新物质,他的研究是受赵忠尧的启发才做的。

  前诺贝尔物理学奖委员会主任爱克斯朋在1997年撰写的一篇文章中坦诚地写道:“书中有一处令人不安的遗漏,在谈到有关在重靶上高能(2.65兆伏)伽马射线的反常吸收和辐射这个研究成果时,书中没有提到中国的物理学家赵忠尧,尽管他是最早发现硬伽马射线反常吸收者之一,赵忠尧在世界物理学家心中是实实在在的诺贝尔奖得主!”

  1931年,赵忠尧学成回国后到清华大学担任物理系教授。是时,叶企孙从理学院调任清华大学校务委员会主任,吴有训接任理学院院长,赵忠尧曾经一度接任物理系主任。当时清华大学物理系还有萨本栋、周培源等多位教授。这个时期,为办好物理系,大家在极为简陋的条件下,齐心协力地进行教学和科研。

  赵忠尧开设了我国首个核物理课程,主持建立了我国第一个核物理实验室。当时中国的核物理研究还是一片空白,但他却在极为简陋的条件下进行了一系列研究工作。他和物理系的同事一起,用盖革计数器进行伽马射线、人工放射性和中子物理的研究,研究结果有的发表在《中国物理学报》上,也有一些发表在英国的《自然》杂志上——如《硬伽马射线与原子核的相互作用》,以及《Ag、Rh、Br核的中子共振能级的间距》等。著名物理学家E.卢瑟福在前一篇论文前加了按语,说这一实验结果提供了正-负电子对产生的又一证据,并对赵忠尧回国后能自己动手创造条件,继续进行科学研究大加赞赏。1937年,抗日战争爆发,赵忠尧先后到云南大学、西南联大和中央大学任教,在那种难以想像的艰苦条件下,他除了教学工作之外,还和张文裕用盖革-密勒计数器做了一些宇宙线方面的研究工作,由于在当时的条件下不可能完成这些实验,他便将实验方案写成文章在国外发表……赵忠尧与他的老师叶企孙一起,培养了一批后来为我国的原子能事业做出重要贡献的人才:王淦昌、彭桓武、钱三强、邓稼先、朱光亚、周光召、程开甲、唐孝威……诺贝尔物理奖得主杨振宁和李政道也都曾经受业于赵忠尧。

  这里要补充交待几句赵忠尧与叶企孙的关系。可以说,没有叶企孙,就没有赵忠尧。赵忠尧是叶企孙的得意弟子。他1920年入南京高等师范学校数理化部就读时,南京高师正要扩建为东南大学。1924年春,赵忠尧提前半年修完了高师的学分,因父亲去世,家境困难,他决定先就业,同时争取进修的机会。当时东南大学物理系正好缺少助教,学校根据赵忠尧的成绩,同意他担任叶企孙的助教。就这样,赵忠尧一面教书,一面和在校生一起听课、考试,第二年便补足了高师与大学本科的学分差额,取得了东南大学的毕业资格。1925年夏,叶企孙受邀去清华,邀赵忠尧和另一助教施汝为一同前往。叶企孙为人严肃庄重,教书极为认真,对赵忠尧的教学和科研都有很深的影响。在清华,赵忠尧第一年仍担任叶企孙的助教。第二年起任课程教员,负责实验课,与其他教师一起为清华的物理实验室制备仪器。当时国内大学的理科水平与西方相比有不少差距,赵忠尧和学生们一起学习德文、法文,将眼光紧紧盯着西方发达国家同类研究的进程。赵忠尧感到,要为祖国的科学事业做出贡献,就必须到西方去掌握第一手的物理学专业知识。当时,清华的教师每六年有一次公费出国进修一年的机会,但赵忠尧不想等这么久,他靠自筹经费于1927年去美国留学,除了工资结余及师友的帮助外,赵忠尧还申请到了清华大学的国外生活半费补助金——每月40美元。出国前,为了恪尽孝心,赵忠尧完成了婚姻大事,与郑毓英女士成婚,然后把新婚妻子送回到诸暨老家,陪伴照顾他七十多岁的老母亲。

  回到加州大学,心中想的是发展自己民族的核事业

  赵忠尧此次趁旁观原子弹爆炸的机会回到了母校,他利用一切条件,对加速器的操作台和零部件进行了深入研究,迅速掌握了加速器的设计和制造细节。

  回旋加速器的发明者,他的老师、诺贝尔物理学奖得主密立根显然知道赵忠尧目的何在,他十分赞赏赵忠尧的才智,也敬佩赵忠尧的爱国心。更何况,美国的核事业是在赵忠尧的研究成果的基础上发展起来的。为了便于赵忠尧熟悉情况,在实验室多工作一段时间,密立根聘他为自己的工作助手,特意安排他多接触实验设备和相关核心图纸。

  这时,萨本栋秘密汇来了5万美元,作为赵忠尧购买实验设备的费用。钱汇来了,赵忠尧却感觉有点犯难,买一台加速器起码要40万美元,这点钱根本就不够。何况,即便买到了,也拿不到出口许可证,无法运回中国,美国政府严禁此类尖端技术出口。 惟一的办法是将技术参数默背下来,烂熟于心,然后回国自己制造,而一些国内一时无法制造的精密部件,则在美国秘密定制,然后再想方设法托运回去。

  赵忠尧成了实验室里最勤奋的人,在完成科研项目的同时,他拼命掌握着有关加速器制造的技术资料和零件参数。每天,他的工作时间都在16小时以上。

  之后,赵忠尧又在美国麻省理工学院、卡内基地磁研究所等处进行了核物理和宇宙线方面的研究。在麻省理工学院电机系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时,该实验室的主任屈润普非常支持赵忠尧的工作。他让赵忠尧利用他们的资料,还给他介绍了另一位专家;又将实验室里准备拆去的一台旧的大气型静电加速器给赵忠尧做试验用。在麻省理工学院呆了半年之后,为了进一步学习离子源的技术,赵忠尧又去华盛顿的卡内基地磁研究所访问了半年。那里有两台质子静电加速器和一台回旋加速器在工作,学习的环境也很好。当时,毕德显正准备回国,赵忠尧挽留他多呆半年,一起继续静电加速器的设计,并采购一些零星器材。毕德显为人忠厚,工作踏实,又有电子技术方面的实践经验,对加速器的设计工作起了很大作用。半年之后,为了寻觅定制加速器部件的厂家,赵忠尧又重返麻省理工学院。加速器上的机械设备型号都很特殊,每种用量又不大,加工精度要求又高,很多工厂都不愿做这种吃力不讨好的小交易。赵忠尧为此奔走多日,有时一天要跑十几处地方,最后终于联系到一家开价较为合理的飞机零件制造厂。这样,加速器的运转部分、绝缘柱,以及电极的制造总算有了着落。与此同时,他还替中央大学定制了一个多板云雾室,并且买好了与此配套的照相设备,以及一些核物理实验所需的器材。这些都是用手头那点钱购置的。

  不久后,美国原子能委员会下令,“一切外籍人士必须离开核物理实验室”。赵忠尧只好到纽约等地的科研机构做“临时工”。为了进一步掌握相关技术,赵忠尧主要在美国的几个加速器及宇宙线实验室做义务工作,他的义务劳动也换得了一批器材,节约了购置设备的开支。

  赵忠尧制造和购买器材的工作前后花了整整两年时间。这期间,他每年的生活费只有2000美元,而当时的“公派”人员却是1万美元。赵忠尧只能尽可能地节衣缩食,一日三餐多是开水、面包加咸菜。节省下来的每一分钱,他都用来购置了设备。

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