世界欠他一個諾獎,是科學界的常識
過去的2018年裡,有一位中國公民的無故羈押令無數國人憤怒。
而上世紀50年代,有一位中國科學家也被美軍無故阻擋回國。
就在他即將到達中國之際,以莫須有的罪名被送進了日本監獄關押。
後來迫於正義的力量,美軍方面才下令將其釋放。
他就是中國原子能之父、抗戰時千里護送50毫克鐳的“乞丐教授”趙忠堯。
比起被無故關押,他受到最大的不公就是28歲時做出的偉大成果被諾獎評委會虧待了。
也正因他出色的科研工作,才使他在英國劍橋大學被贈予了全世界極其珍貴的物質鐳。
1946年,美國邀請我國核物理學家趙忠堯參觀他們的原子彈試驗。
當大家為人類製造的核爆感到驚歎時,這位中國科學家眉頭皺起了愁雲。
他深知要想確保自己的祖國安全,就也得有跟外國一樣強大的武器。
為了回國後能自行研究核武,他在美國購買了相關的工具和零件。
在美國科學家的幫助下,他將花了錢購買的數十箱裝置運送回國。
可等到1950年8月,趙忠堯本人歸國路過日本橫濱時,他被美方無理扣留。
在隨身攜帶的工作筆記本被抄走的同時,他還被以莫須有的罪名關進日本監獄。
等訊息曝光後,不光是我國表示強烈抗議,就連美國、乃至各國的科學界紛紛聲援趙忠堯。
最後美國政府在沒有證據可抓的情況下,只能將趙忠堯放行。
那麼,趙忠堯憑藉什麼本事得到國際學者的敬重呢?
又為何美國人會說:錢學森抵五個師的話,那麼他至少十個師才抵得上?
作為中國原子能研究的開拓者,他創辦了中國第一個核物理課程、第一個核物理實驗室。
他先後主持建成了中國第一臺70萬電子伏的質子靜電加速器,250萬電子伏的質子靜電加速器,對我國的核事業發展具有舉足輕重的作用。
而中國第一顆原子彈爆炸、中國第一枚氫彈爆炸、中國第一艘核潛艇入水、中國第一座核電站破土動工等有一半的技術力量來自他和他的學生們。
要知道,他的學生可是包括李政道、楊振寧、王淦昌、趙九章、彭桓武、錢三強、王大珩、陳芳允、朱光亞、鄧稼先等。
更牛逼的是:世界欠他、欠中國一個諾貝爾獎,是科學界的共識。
在趙忠堯25歲那年,他漂洋過海來到美國加州理工進修學習。
他自幼聰穎過人,23歲就成為了清華物理系最早的五名教師之一。
為了振興祖國、縮短中西方的巨大差距,他才決定選擇赴美留學的。
說來也巧,他的導師是著名的實驗物理學家密立根,曾獲得1923年諾貝爾物理學獎。
可能是出於對趙的喜愛,密立根分配選題時給他挑了個“好”的選題。
一個利用光學干涉儀測量相關資料的研究,對他來說基本沒多大難度。
既能出成果、拿文憑又不用太費勁,這對很多學生來說恐怕是夢寐以求的了。
可趙忠堯內心希望的是自己能多學些技術,回國後能用得上。
考慮一番後,他下定決心要換一個難度更大,更有挑戰性的題目。
當時幾乎沒有人會主動提出換選題,更何況還是密立根出的題目。
就連密立根本人聽到這位瘦小的中國人提出這樣的請求時,不免感到吃驚。
出於對學生的尊重,密立根同意了他的要求,並認真地給他想好了新的選題。
密立根還當面喊趙忠堯做這個關於“硬γ射線通過物質時的吸收係數”的選題。
可趙忠堯認為難度還是不夠,便說:“好,我考慮一下。”
密立根一聽就不高興了,很不客氣地回答,這是個很有意思、也很重要的題目,你要是不想做就不做好了,不必再考慮了。
這項工作聽起來只是實驗觀測問題,但其實是個理論難題。
密立根想要趙忠堯通過測量資料,來驗證剛問世的克萊因-仁科公式的正確性。
明白導師意圖後,趙忠堯才答應了這一選題,並承諾自己一定會將它做好。
當然,他絲毫沒有食言,不僅論文完成得很出色,還做出了一個偉大的物理學發現。
他的實驗測量了水、鋁、銅、鋅、錫等等吸收體對於硬 γ 射線的吸收係數。
當對測量結果總結計算時,他發現了一個奇特的現象:
硬γ射線通過輕元素時的散射是符合克萊因-仁科公式的。
而當硬γ射線通過重元素,比如鉛時,所得的吸收係數比公式計算的結果大了約40%。
再三確認後,他能確定這是一種前人從未發現過的新的物理現象。
於是,他很快把這項實驗研究的成果寫成了論文,並於1929年底將論文交給了密立根。
密立根確定其實驗可靠後,便於1930年將其發表在美國《國家科學院院報》。
那麼,硬γ射線對輕重元素吸收係數差異意味著什麼?
他決定做一個新的實驗,來觀測重元素對硬γ射線的散射現象。
一番努力下,他首次發現:伴隨著硬γ射線在重元素中的反常吸收,存在一種從未見過的特殊輻射現象。
而這種輻射非常弱,能量約為0.5兆電子伏。
這大約等於一個電子的質量,輻射角的分佈大致為各向同性。
很快,他把這個結果撰寫成第二篇論文《硬γ射線的散射》發表。
幾乎在趙忠堯得出結果的同一階段,英國物理學家狄拉克建立了著名的狄拉克方程。
在這基礎上,狄拉克預言必然存在一種與電子相反的粒子——正電子。
然而,當時很多科學家對此付之一笑,認為它是異想天開的想法。
還沒等狄拉克的預言傳到美國,趙忠堯的研究就證實了他的預言。
如今我們知道趙忠堯觀測到的特殊輻射是正、負電子湮滅後產生一對 γ 光子的輻射。
這是正負電子的湮滅輻射現象的首次實驗發現,是一個完全足以獲得諾獎的成果。
因為他的發現意義是偉大的,最早證實了正電子的存在。
很多人認為如果沒有他在發現正負電子湮沒所作出的巨大貢獻,就不可能有正負電子對撞機,也就沒有今天的物理研究。
1931年秋末,趙忠堯到英國劍橋大學訪問核物理大師盧瑟福(Rutherford)。
出於對他研究工作的賞識,盧瑟福特意將50毫克放射性實驗鐳贈送給他。這才有了大家耳熟能詳的趙忠堯千里跋涉護鐳的感人故事。
盧瑟福
然而,等到1936年諾貝爾物理學獎對正電子的發現授獎時,獲獎的卻是比他晚兩年發現的同學安德遜。
從20世紀80年代起,楊振寧、李政道和丁肇中等人就做了大量的調研、考證,充分肯定了趙忠堯的成就。
將近半個世紀後,當諾貝爾獎評審情況解密時,這個不公之謎才得以解開。
原來當時有兩組學者進行類似實驗時,均未獲得趙忠堯所發現的結果。
因此,評審會對趙忠堯實驗研究成果的科學可靠性產生質疑。
後來情況證明,他們之所以未能結果,一個是方法做錯了,另一位則是儀器問題。
經許多科學家驗證,趙忠堯所進行的實驗研究方法是先進的,結果是正確可靠的。
當時年僅28歲的他,本應是中國第一個諾貝爾獎得主,卻因別人的錯誤與它失之交臂。
曾任諾貝爾物理學獎評委主任的埃克斯朋教授曾坦言:這是一樁遺憾的、沒法再彌補的疏漏!
安德森本人也承認,他的實驗是直接在趙忠堯的實驗結果基礎上做出來的,並受到了趙忠堯實驗結果的直接啟發。
這才說世界欠趙忠堯、欠中國一個諾貝爾獎,已是科學界的共識。
不過他本人一直都處之淡然,樸素無華,很少提及這段往事。
更沒有老將自己和諾獎聯絡起來,只是實實在在在地搞了一輩子科學。
也許正應了愛因斯坦的那句:“一個人的成就,不是看他取得了什麼,而是看他奉獻了什麼”。