趙忠賢從遼寧走出的中國『超導之父』

文/劉馳

在中科院物理所，一張“院士蹬板車”的照片一直被傳為美談，照片中那位騎在板車上拖著一車蜂窩煤的樸實老人，正是2016年度國家最高科學技術獎得主、中國科學院院士趙忠賢。

趙忠賢從中國科學技術大學畢業后就來到中科院物理研究所，50多年來，除了參加國防任務的幾年外，他一直從事超導研究，是我國高溫超導研究的奠基人之一。超導現象指在一定的低溫狀態下，某些材料中的電子可以無阻地流動，表現出零電阻現象。超導臨界溫度很低，廣泛應用受到影響，尋找液氮溫區的高溫超導體甚至室溫超導體一直是科學家長期的夢想。

說起“超導”，你可能覺得陌生，但說起核磁共振和磁懸浮列車，你就會覺得“超導”其實離我們很近。超導被譽為“20世紀最偉大的科學發現之一”。趙忠賢也憑借超導領域的研究，兩次站上國家自然科學獎的最高領獎臺。

今年77歲的趙忠賢與超導研究打了半個多世紀的交道，他憑借著對超導研究的熱愛，在科研的道路上一步一個腳印的堅韌不拔精神，帶領中國的超導研究從起步階段，躍升到國際最前沿。

那是科學史上一次罕見的競爭

從50多年前孤身一人到北京求學的20出頭的小伙子，到今天白發蒼蒼古稀之年的超導研究領軍人物，并成為中國高溫超導研究的奠基人之一，趙忠賢堅持高溫超導研究已有50余年。

趙忠賢，1941年出生在遼寧新民。高中時代，他被國家提出的“向科學進軍”號召深深吸引，對蘇聯的衛星、火箭等科技發展產生了濃厚興趣。1964年，趙忠賢從中國科學技術大學技術物理系畢業，來到了中國科學院物理研究所，滿懷著對祖國科學未來的美好憧憬，他走上了漫長的超導研究之路，當時我國的超導研究仍處于起步階段。

用自制的土設備搞研究，這是趙忠賢和同事們在那段一窮二白的日子里，解決設備短缺問題的唯一方法。用自制的爐子燒樣品、做實驗，憑借不懈的努力與刻苦的鉆研，1987年，趙忠賢和研究組第一次向世界證明了中國科研人員在超導研究領域的實力。他們獨立制出臨界溫度在93K（即-180.15℃）的“釔鋇銅氧液氮溫區超導體”，使便宜好用的液氮替代了昂貴的液氦來實現超導，這是中國在超導研究領域的第一次重要突破。

在數百年的超導研究史中，出現了兩次高溫超導重大突破，趙忠賢及其合作者都取得了重要成果：分別是獨立發現液氮溫區高溫超導體和發現系列50K以上鐵基高溫超導體并創造55K紀錄。1987年2月，趙忠賢及合作者獨立發現液氮溫區高溫超導體，并在國際上首次公布其元素組成，推動國際高溫超導研究熱潮。

1987年，美國物理學會年會在紐約舉行，這是一個數十年來國際物理學界最令人興奮的盛會。大會臨時增加了“高臨界溫度超導體專門會議”。當會議主持人充滿熱情地介紹“這是來自中華人民共和國的科學家”時，在場的中國人都感到無比自豪，說：“就像在奧運會上拿獎牌、升國旗一樣激動。”

被介紹的中國科學家就是中國科學院物理所超導專家趙忠賢和陳立泉，他們是作為特邀代表出席會議的，他們的報告受到了熱烈歡迎。中國代表的出席，既具有學術意義，又具有令人羨慕的殊榮，因為他們所代表的中國科學院物理所超導聯合組與美國、日本等其他4個研究單位被公認為是世界上高臨界溫度超導體研究領域的先鋒，并作出了杰出貢獻。

1100人的大廳里，擠進了3000多人，被高溫超導突破吸引來的物理學家們擠滿了整個會場，狂熱的場面持續了7個多小時，報告一直持續到凌晨3點。

這場會議后來被稱作“物理學界的搖滾音樂節”，趙忠賢為代表的中國物理學家從此走上了世界高溫超導研究的舞臺。就連趙忠賢自己也未曾想到，短短幾個月里，他從一名物理所普通研究人員，變成了在國際物理學界代表中國的符號。

因為受到“刺激”不斷培養超導界人才

趙忠賢不但在研究方面屬于巨匠，還特別注重對于人才的培養。

他曾多次說，很欣賞一位哲人的格言：“站在前人的肩膀上，連孩子也比巨人高大。”他說：“中國的低溫物理研究始于50年代，那時，我還是個學生。如果沒有前輩物理學家的工作、積累，就不可能有我們這一代的成就。”“現在該是我們這一代做出犧牲，讓年輕人踩在我們肩膀上去攀登科學高峰的時候了。”

這不是刻意追求的那種謙虛。就像科學容不得虛假一樣，趙忠賢最討厭矯飾。出了名后他依然是那個率真的趙忠賢——說話時嗓門還是那么大；開心時笑起來還是會不時流露出孩子般的純真，有時甚至是頑皮；他會津津樂道地給你講年輕時的惡作劇，那得意一點不亞于講他的超導；他也會靦靦腆腆地承認自己有一點“妻管嚴”，可又不掩飾對夫人由衷的尊敬；他還像以前一樣幽默，一樣“土”：有一次回去參加朋友的聚會，當大家都夸他的西服和領帶合體漂亮時，他竟然一拍腿說：“這還穿著老棉褲呢！”真夠“瀟灑”的。

當然，處境不同心境自然不同，作為國家超導實驗室主任，作為一個被國家確定為重點發展學科的學術帶頭人，趙忠賢總覺得自己比過去多了一份責任和使命。這常常使開朗的他心里變得沉甸甸的。

面對大批的優秀青年科學人才外流，面對歷史造成的“斷層”尚未彌合就有了新的“斷層”，說他憂心如焚一點也不夸張。于是，人們看到他利用各種可能的場合去呼吁，有時甚至是吶喊——解決解決青年人的問題吧，科學的未來屬于他們！

“不，更確切地說，科學的今天就是屬于青年的。”趙忠賢說，1991年12月，他和夫人應邀參加了紀念諾貝爾獎90周年慶典，其中的一次物理討論會給了他很大的刺激。

會前聽說很多參加者都是諾貝爾獎獲得者，按照中國人的觀念，趙忠賢以為這種高規格的討論會大約是一次世界物理學界的老人聚會，然而，他萬萬沒想到的是，1/3的與會者竟然是些30歲左右的年輕人！

其間，1987年諾貝爾物理學獎獲得者波諾茨與他們夫婦交流時，趙夫人不無欽佩地說：“你真了不起，30多歲就拿了諾貝爾獎。”不料，波諾茨幾乎是不假思索地回答趙夫人說：“不，諾貝爾獎本來就應該是年輕人拿的。”這使趙忠賢既萬分感慨又非常尷尬。在國內，他被稱為中青年科學家已經有十多年，而且還在被繼續這么稱呼下去，而在這里青年是什么？是這樣思維敏捷、知識現代、精力旺盛、闖勁十足的一群！難道中國真像一條緩慢流動的河流，連時間也如老人的步伐嗎？

培養年輕人，趙忠賢也知道這有很多困難，但不管有多困難，這些年來，他始終在身體力行地實踐著，他深知，對于整個社會，他不過是個科學家，所能做的也只有呼吁，但是，在超導實驗室，他卻是“一把手”，他可以用他有限的“權”為年輕人創造盡可能好一點的條件和環境。比如，給年輕人包括沒畢業的研究生參加國際會議的機會。他說，重要的不是要他們去學會什么，而是通過這些活動啟發他們的科學靈感和獻身科學的精神，也使他們感到一種信任。

20年后實現超導研究第二次突破

不管是經歷輝煌，還是面對低谷，趙忠賢都能保持一份平和的心態，繼續潛心研究，厚積薄發，再加上對于年輕人和團隊的重視，讓趙忠賢在20年后再次引領世界熱潮，收獲了超導研究的第二次突破。

2008年，日本科學家細野秀雄團隊報道在鑭-氧-鐵-砷體系中存在26K的超導電性，與趙忠賢“在具有多種相互作用的四方層狀結構的系統中會有高溫超導電性”的新思路是一致的，他立刻意識到這一類鐵砷化合物（后來被稱作“鐵基超導體”）很可能是新的高溫超導體。

趙忠賢提出了高溫高壓合成結合輕稀土元素替代的方案，帶領團隊全力以赴。團隊鼓足干勁，有負責高溫高壓合成的，有負責測量以鑒別超導電性的，還有做常壓合成、高壓物性研究和單晶生長的。他們用從淘汰的設備中撿回來的設備做實驗，一臺被大家叫做“土炮”的壓機壞了修，修了壞，有限的條件用到了極限。很短的時間，他們首先做出了52K的鏷鐵砷氧氟超導體，緊接著，51K的釹鐵砷氧氟和55K的釤鐵砷氧氟超導體也相繼做出來了，整個團隊非常興奮，這顯著超過了40K的麥克米蘭極限。很快他們又合成了絕大多數50K以上的系列鐵基超導體，創造了大塊鐵基超導體55K最高臨界溫度紀錄并保持至今，為確認鐵基超導體為第二個高溫超導家族提供了重要依據，實現了高溫超導研究領域的第二次突破。

67歲的年紀，趙忠賢三次帶領年輕人幾乎通宵工作，完成了鐵基超導研究最關鍵的三篇論文。事后得知，其中一篇比國外同行只早了一天發表。

2014年初，時隔24年，趙忠賢等再次憑借高溫超導研究問鼎象征著中國基礎研究原始創新能力的國家自然科學一等獎。此前，這一獎項已經連續空缺3年。

趙忠賢的鐵基超導研究得到了國際上的高度評價。美國《科學》雜志三次報道趙忠賢組的工作，并評論說：“中國如洪流般不斷涌現的研究結果標志著在凝聚態物理領域，中國已經成為一個強國。”