百年清华

　　赵忠尧（1902－1998），物理学家、教育家。我国核物理、加速器、宇宙线研究的先驱者和奠基人之一。发现硬γ射线的反常吸收以及伴随出现的“特殊辐射”，最早观察到正负电子对的产生和湮没现象，对正电子的发现和物理学家接受量子电动力学理论起了重要作用。主持建成我国第一、二台静电加速器，为在国内建立核物理实验基地做出了重要贡献。先后在东南大学、清华大学、西南联合大学、中央大学和中国科学技术大学等多所学校任教，培养了几代物理人才。

　　赵忠尧，１９０２年６月２７日出生于浙江省诸暨县农村一个衰落的大家庭中。父亲以行医为生，常想为国出力，又感知识不足，力不从心，希望子女能多读些书，将来为国为民出力。赵忠尧自幼听从父训，刻苦学习，打好基础，以备日后做一个有益于社会的人。

　　１９１６年进入诸暨县立中学读书。他学习兴趣广泛，文理科并重，国文老师常给他额外布置些古文阅读，使他受益不少。但数理化等科目中的科学道理，更能吸引他的求知欲望。

１９２０年秋中学毕业。按照他父亲的意愿和个人兴趣，选择报考了完全免费的南京高等师范学校，进入数理化部就读，从此把精力全部集中在专业方面。后来，南京高等师范学校发展为东南大学。分系时，他选择了理科的化学系，但在学习中，一直对数学、物理课程同样认真，为日后转入物理界打下了基础。

１９２４年春，他提前半年修完高等师范的学分。当时因其父去世，家境困难，决定先就业，同时争取进修机会。他担任了东南大学物理系的助教，一面教书，一面听课、考试，并进入暑期学校学习，次年便补足高等师范与大学本科的学分差额，取得东南大学毕业生的资格。

青年时代赵忠尧

１９２４年冬天，物理学界的前辈叶企孙教授从国外归来，在东南大学讲授近代物理，赵忠尧担任助教，准备一些物理实验。叶企孙对工作踏实的赵忠尧甚为满意。１９２５年夏天，赵忠尧随他前往清华大学，任助教、教员。这期间赵忠尧自习大学物理系的一些必修课程，还学习了德文和法文。

1926年初夏，清华大学科学馆门口，一排左起郑衍棻、梅贻琦、叶企孙，二排左起施汝为、阎裕昌、王平安、赵忠尧、王霖泽

赵忠尧看到国内水平与国外的差距，决定自费出国留学。他依靠积蓄、师友借助和清华生活半费补助金（每月４０美元），于１９２７年夏到了美国，进入美国加州理工学院研究生部，导师是校长Ｒ．Ａ．密立根（Ｍｉｌｌｉｋａｎ）教授。密立根１９２３年获得诺贝尔物理奖，此时年事已高，又担任学校行政职务，没有时间对学生多作具体指导，可他对物理研究的进展非常注意，故指导学生的研究题目常属物理研究的前沿。

　　赵忠尧第一年学习基础课，第二年顺利通过预试，开始研究工作。由于导师密立根根据预试成绩向中华教育文化基金会的有力推荐，从１９２８年秋季开始，他连续３年得到每年１０００美元的科研补助金。１９３１年获博士学位。１９３１—１９３２年在德国哈勒（Ｈａｌｌｅ）大学从事研究工作。

１９３２年赵忠尧回国，到清华大学任教。１９３７年“七七”事变后，赵忠尧全家辗转南下到昆明，利用清华大学的休假在云南大学物理系任教。第二年，由清华大学、北京大学、南开大学三校组成的西南联合大学迁昆明，他便在西南联合大学任教，直到１９４５年。这期间，除教学外，还与张文裕教授合作进行宇宙线方面的研究工作。

1935年清华大学物理系部分师生在科学馆前合影，赵忠尧在二排左二

1935年清华大学物理系部分师生在大礼堂前合影，前排左起戴中扆、周培源、赵忠尧、叶企孙、萨本栋、任之恭、傅承义、王遵明

　　１９４５年冬，中央大学的吴有训校长请他到暂迁重庆的中央大学担任物理系主任。半年后，被中央研究院总干事萨本栋推荐去参观美国在太平洋中的原子弹实验，并委托他为中央研究院购置核物理实验设备。原定参观三个月，但赵忠尧为了进一步了解核物理实验技术的新进展，并购置核物理实验器材决定继续留在美国，先在麻省理工学院电机系的静电加速器实验室里工作了半年，１９４７年春转到华盛顿的卡内基地磁研究所。半年后又回到麻省理工学院。

　　赵忠尧原定在１９４８年结束静电加速器的准备工作和其他器材的订购工作后立即回国。当他得知中华人民共和国就要成立时，便决定暂不回国，等待中华人民共和国建立之后再返回。

　　１９４９年春天，他来到当初求学的加州理工学院，在核反应实验室进行短期的核物理研究工作。

　　中华人民共和国成立后，赵忠尧冲破种种封锁，于１９５０年１１月１５日取道香港返回祖国。回国后，积极为发展中国的科学事业努力工作。１９５５年当选为中国科学院数理化学部委员。他从１９３０年起一直担任中国物理学会理事，１９８２年起担任名誉理事，他还是中国核学会的名誉理事长。

　　从１９５４年第一届全国人民代表大会以来，他多次被选为全国人民代表大会代表，１９６４年起当选为第三、四、五、六届全国人民代表大会常务委员会委员。

赵忠尧的一生经历过许多坎坷，他唯一的希望就是科学发达，祖国繁荣昌盛，并为之做出了载入史册的贡献。

发现反常吸收和特殊辐射

　　赵忠尧在１９２７年到加州理工学院攻读学位，做硬γ射线吸收系数的测量工作。当时人们认为γ射线通过物质时的吸收主要是由自由电子的康普顿（Ｃｏｍｐｔｏｎ）散射引起的。用于计算吸收系数的克莱因－仁科公式当时刚刚问世，密立根让他通过实践验证这一公式的正确性。

　　赵忠尧用放射性元素钍衰变的中间产物Ｔｈｃ（即铊２０８）作辐射源，它能辐射出能量为２．６ＭｅＶ的γ射线。测量这种硬γ射线在几种物质中的吸收系数之后，赵忠尧意外地发现，射线只在通过轻元素时吸收的情况才与公式相符，当通过重元素时，出现了反常现象，实际吸收量远大于公式给出的量。例如，在铅元素中，测得的数值比公式结果大了约４０％。１９２９年底，赵忠尧将结果整理成论文。但由于实验结果与密立根教授预期的不相符，密立根不甚相信。文章交他之后两三个月仍无回音，幸而替密立根代管研究生工作的Ｉ．Ｓ．鲍恩（Ｂｏｗｅｎ）教授十分了解该实验从仪器设计到结果分析的全过程，他向密立根教授保证了实验结果的可靠性，文章才得以于１９３０年５月在《美国国家科学院院报》上发表。

　　当赵忠尧在加州做硬γ射线吸收系数测量时，英、德两国几位物理学家也在进行这一测量。三处同时分别发现了硬γ射线在重元素上的这种反常吸收，并都认为可能是由原子核的作用所引起的。

　　第一个实验刚完成，为了探索这种反常吸收的机制，赵忠尧设计了新的实验，进一步研究γ射线与物质的相互作用。他打算测量射线的散射辐射，以证实与康普顿效应预言的现象有什么不同。他在上一个实验中测量的吸收系数很准，因而对于测量散射充满了信心。１９３０年春天，他开始用高气压电离室和真空静电计进行测量。他发现，γ射线被铅散射时，除康普顿散射外，伴随着前述的反常吸收还有一种特殊的光辐射出现。当时测定的这种特殊辐射的强度是大致各向同性的，并且每个光子的能量与一个电子质量的相当能量很接近。这一结果表明，γ射线在重元素中的特殊吸收不是由康普顿效应引起的，它揭示了一种新的反应机制。赵忠尧将这个实验结果写成第二篇论文，题目为《硬γ射线的散射》，并于１９３０年１０月在美国《物理评论》杂志上发表。后来，密立根教授在他１９４６年出版的专著《电子、质子、光子、中子、介子和宇宙线》中多处引述了赵忠尧论文中的结果。

　　１９３２年Ｃ．Ｄ．安德逊（Ａｎｄｅｒｓｏｎ）用云室做宇宙线的实验，在照片中发现了一条和电子径迹相似但在磁场中弯曲方向相反的径迹，从而发现了正电子。但是从云室的照片上却看不出正电子是如何消失的。１９３３年，物理学家们在讨论正电子的性质，寻找正电子产生和消失过程的实验证据时，重新想起了三个研究组观察到的重原子核对γ射线的反常吸收，以及赵忠尧首先观察到的伴随着这种反常吸收而出现的特殊辐射现象。Ｐ．Ｍ．Ｓ．布莱克特（Ｂｌａｃｋｅｔｔ）和欧查里尼（Ｏｃｃｈｉａｌｉｎｉ）指出，硬γ射线的反常吸收是由于γ射线和原子核发生作用而产生了一对正－负电子，而特殊辐射则是正电子和负电子重新结合并转化为两个光子的湮没辐射。这种机制被以后的许多实验所证实。

赵忠尧的两项实验结果对于确立人们对于量子电动力学的认识起了很大作用。正电子的发现者安德逊１９８３年在一篇文章中特别指出，赵忠尧的发现促进了他的工作。１９８９年，杨振宁教授专门撰文，指出赵忠尧１９３０年的两个实验对物理学界接受量子电动力学理论的贡献，并称赞这两项工作“具有朴素、可靠的经典之美，经得起时间的考验”。

创办国产工业

　　在３０年代，爱国人士中工业救国的思想十分普遍，赵忠尧也很想在这方面做一些工作。他拿出自己工资的节余，又在朋友中间征集了一些股金，筹办起一个小小的铅笔工厂。当时我国的工业十分落后，简单的商品也是从国外购入半成品，然后在国内加工为成品。赵忠尧力争全部生产过程都在国内完成，不以赢利为目的，小则发展实用科学，大则创办国产工业，以此作为从事实际生产、为国出力的起点。赵忠尧与几位技工进行削木头、制铅芯等必需的工艺实验，先后经历了不少困难。

工厂的厂址原计划设在北京，但因日本侵华活动日益猖獗，华北局势动荡，于是改在上海建厂。生产的铅笔取名为“长城牌”，因为长城是中华民族的象征，厂名也就定为“长城铅笔厂”。由于资金薄弱，缺乏管理经验，加上政局动荡，工厂几经盛衰起落，度过了抗战时期，坚持到胜利，实为不易。中华人民共和国建立后，这个厂改建成“中国铅笔厂”。５０年代，“长城牌”铅笔改名为“中华牌”，工厂也得到很大发展。

国内核物理实验基地的建立

　　赵忠尧１９３２年回清华大学物理系任教授时，中国的核物理研究还是空白。他积极组织建设核物理实验室，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γ射线、人工放射性和中子物理的研究工作，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《自然》杂志上，如《硬γ射线与原子核的相互作用》，和《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（Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ）教授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，继续进行科学研究很加赞赏。

　　赵忠尧从切身经验深感要在国内开展核物理研究，首先要有一台加速器。他准备用委托他在美购置核物理实验的款项添置一台加速器，但经费实在太少，在当时条件下，不可能购买任何完整的设备。经与友人多次商讨，他决心自己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。因经费少，就只在美国购置国内买不到的器材，加工国内无法加工的部件，然后运回来配套组装。

　　这时有人劝他，加速器非他本行，何不趁在美国的机会多做些研究工作。赵忠尧认为，一个人在国外做出成绩，只能给自己带来荣誉，对于提高中华民族的科学文化水平，对于国家的富强，作用并不大。他希望在国内建立起核科学的实验基地，能在国内开展研究工作，培养人才。为此，他认为个人做出牺牲是值得的。

　　当时麻省理工学院物理系正在安装一架高气压型的质子静电加速器，赵忠尧就向该系要求实习，以便自行设计主要部件。１９４７年春到华盛顿的卡内基地磁研究所学习离子源技术，并请电子学家毕德显（１９４４年获美国加州理工学院博士）帮助他继续设计静电加速器。半年后又回到麻省理工学院。他还落实了加速器运转部分、绝缘柱和电极的加工单位，学习了无线电方面的知识，订制了一台多极云室及其配套的照相设备。

　　１９４９年春天，他来到当初求学的加州理工学院，在核反应实验室进行短期的核物理研究工作。有一篇合作的论文是《质子轰击Ｆ１９时所产生的低能α粒子的研究》。这类问题正是当时核反应研究的前沿。

　　中华人民共和国成立，赵忠尧就立即着手准备回国。首先是将加工好的静电加速器部件和几年来采购的核物理实验器材发运回国。

　　回国后，赵忠尧积极为发展新中国的科学事业努力，在中国科学院近代物理研究所主持核物理方面的工作。不久，他千辛万苦从美国运回的加速器部件和各种器材也陆续到达。１９５５年他利用从美国带回的部件，主持建成了我国第一台能量为７００ＫｅＶ的质子静电加速器。１９５８年又用这些器材建成了能量为２．５ＭｅＶ的质子静电加速器。通过这两台加速器的研制，使我国加速器技术迈出了第一步，还发展了真空技术、高电压技术、离子源技术，这对我国高技术工业的发展起了推动作用。在他主持下，以静电加速器为基础又建设了核物理实验室，开展了我国最早用加速器的核物理实验，培养了一大批实验人才。

５０年代中期，我国向苏联订购了一座原子反应堆，两台回旋加速器。１９５８年反应堆和回旋加速器在原子能研究所落成，赵忠尧指导并直接参加在回旋加速器上开展的质子弹性散射、氘核削裂反应以及核参数测量等方面的研究工作。

1957年赵忠尧到前苏联参观考察

　　１９５８年中国科学技术大学建立，赵忠尧负责筹建近代物理系并担任该系主任。在他的主持下建立起一个专业实验室，开设了β谱仪、气泡室、γ共振散射、穆斯堡尔效应、核反应等较先进的实验。他很注意科学方法培养，使学生在理论和实验两方面都得到发展。中国科学技术大学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，与赵忠尧及广大师生的努力是分不开的。

　　赵忠尧热情关心我国科学事业的发展。他经常考虑如何从我国经济实力出发，尽快发展国内的科研和教育事业，为此他先后曾就建造串列式加速器、中能加速器，建立中心实验室，缩短学制，成立研究生部等许多问题向各级领导提出了建议。

　　１９７３年，高能物理研究所成立，他担任副所长并主管实验物理部的工作。几代人为之奋斗的目标——在中国建造高能加速器已提上了议事日程。尽管赵忠尧年事已高，但他积极参加有关高能实验基地建设以及有关学术会议的讨论。１９８４年北京正负电子对撞机工程破土动工。１９８９年以来，加速器、北京谱仪和同步辐射应用设施相继完成，并投入运行。一批批新的科研成果陆续问世。这一切积累了包括赵忠尧在内的老一辈科学家的心血，也是他们培养出来的一代代中青年科学家努力奋斗的结果。

　　赵忠尧正直、忠厚，襟怀坦白，“勿以善小而不为，勿以恶小而为之”，这是他终生信奉的格言。无论在政治上、工作上、生活上，他都坚持真诚、实在的原则。凡是他认为有利于国家、人民的观点，都敢于坚持到底。他认为错误的东西，都明确地表示反对。

　　５０年代初，正值抗美援朝战争时期，群众对美帝国主义怀有强烈的敌对情绪，有些偏激的青年人甚至说资本主义国家发展科学的目的也是杀人。赵忠尧不赞成这种说法，当场反问：“难道发明青霉素也是为了杀人吗？”他认为科学家与当权的帝国主义分子是不能混为一谈的。

赵忠尧待人诚恳、谦虚，关心青年人的成长。工作中他把握方向，放手让年轻人干，注意发挥他们的积极性、主动性，培养他们的独立工作能力。他平易近人，青年人向他提问题，他总是不厌其烦地解释清楚。他对青年人要求十分严格，他的一丝不苟精神给大家留下了深刻的印象。在实际工作中，他培养了一大批科研骨干，深受物理学界人士的爱戴。

1992年赵忠尧（右）与顾毓琇

　　赵忠尧从不把自己的工作建立在热情的幻想上，而力求一点一滴的实际进步。在５０年代中期讨论建造我国自己的加速器时，他从我国的经济实力出发，主张先搞个在科研上有用，但能量较低的加速器，以便取得经验。

　　赵忠尧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。他工作起来细致、踏实、严谨，做什么都喜欢自己动手。进实验室和看文献资料，是他的两大乐趣。

　　在庆祝赵忠尧从事科研、教育工作５８周年的报告会上，他激动地讲道：“由于我的才能微薄，加上条件的限制，我的工作没有多少成绩。唯一可以自慰的是，五六十年来我是在为祖国兢兢业业地工作着，没有虚度光阴。……希望组织和老朋友们不断给我以鞭策。”这是一个老科学家的心声。他殷切地希望无私有为的青年再接再厉，把祖国建设得更加繁荣富强。

　　(作者：郑文莉 毛振麟)

简历

　　１９０２年６月２７日　生于浙江省诸暨县。

　　１９２０—１９２４年　在南京高等师范数理化部学习至毕业，１９２５年补满学分，东南大学化学系本科毕业。

　　１９２５—１９２６年　任北京清华学校物理系助教、教员。

　　１９２７—１９３０年　在美国加州理工学院研究生院学习和工作，获得博士学位。

　　１９３１—１９３２年　在德国哈勒大学工作。

　　１９３２—１９３７年　任清华大学教授。

　　１９３７—１９４５年　任西南联合大学教授。

　　１９４５—１９４６年　任中央大学物理系主任。

　　１９４６—１９５０年　去比基尼群岛参观美国原子弹试验，并先后在美国麻省理工学院和加州理工学院从事研究。

　　１９５０年１１月　回国。

　　１９５５年　当选为中国科学院数理化学部委员。

　　１９５６年　担任中国科学院物理研究所副所长。

　　１９５８—１９７３年　任中国科学院原子能研究所副所长。１９５８年起兼任中国科学技术大学近代物理系主任。

１９７３—１９８４年　任高能物理研究所副所长。

１９９８年５月２８日因病逝世，享年96岁。

来源：《中国科学技术专家传略》