世界超導(dǎo)百余年研究史中，在兩次高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的研究取得重大突破的關(guān)鍵時刻，趙忠賢帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)都“跑”在前列。五十年磨一劍，趙忠賢用一輩子的熱愛與堅(jiān)守，讓中國高溫超導(dǎo)科研地位躋身國際前列。因在科學(xué)研究領(lǐng)域作出的卓越貢獻(xiàn)，3月21日華人盛典組委會公布趙忠賢獲得2016-2017年度“影響世界華人大獎”提名。
1959年，18歲的趙忠賢以優(yōu)異的成績進(jìn)入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)。1964年，當(dāng)23歲的趙忠賢畢業(yè)后被分配到中科院物理所時，我國還沒有高溫超導(dǎo)這個概念。
超導(dǎo)最先發(fā)現(xiàn)是在1911年，由荷蘭物理學(xué)家卡麥林?昂納斯發(fā)現(xiàn)。超導(dǎo)被譽(yù)為“20世紀(jì)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一”。目前已有10個人在超導(dǎo)領(lǐng)域獲得了5次諾貝爾獎。
超導(dǎo)現(xiàn)象指在一定的低溫狀態(tài)下，某些材料中的電子可以無阻地流動，表現(xiàn)出零電阻現(xiàn)象。超導(dǎo)體這個名詞看似陌生，但在信息通訊、生物醫(yī)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用潛力，假如超導(dǎo)現(xiàn)象能在常溫下實(shí)現(xiàn)，遠(yuǎn)程超高壓輸電將沒有損耗，能節(jié)省很大電量。我們的身邊就廣泛存在超導(dǎo)應(yīng)用：醫(yī)院里用的核磁共振成像儀核心部件是超導(dǎo)磁體，還有我國目前正實(shí)驗(yàn)的高溫超導(dǎo)磁懸浮列車。這些，都與趙忠賢等人的進(jìn)行超導(dǎo)研究密切相關(guān)。
但當(dāng)時中國的超導(dǎo)研究還沒有開啟。1973年，32歲的趙忠賢赴英國劍橋大學(xué)進(jìn)修，接觸到了世界超導(dǎo)研究最前沿。2年后回國時，他開始從事探索高溫超導(dǎo)電性研究。
“初生牛犢不怕虎。”經(jīng)過縝密思考和實(shí)驗(yàn)，1977年，趙忠賢在《物理》雜志上發(fā)表文章，挑戰(zhàn)由經(jīng)典理論推導(dǎo)出的麥克米蘭極限，當(dāng)時不少人認(rèn)為，“趙忠賢膽子實(shí)在是太大了”。雖然想法超前而且價值巨大，但進(jìn)展卻沒有這么順利。隨后幾年，他的研究屢次受阻。
“1986年4月，瑞士科學(xué)家穆勒和柏諾茲發(fā)現(xiàn)Ba-La-Cu-O材料在35K(開爾文，熱力學(xué)溫度單位)時開始出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。9月底，我看到他們的論文后，馬上找到陳立泉等同事開始銅氧化物超導(dǎo)體研究工作。”趙忠賢回憶說。
八十年代的科研條件異常艱苦，好多設(shè)備是趙忠賢團(tuán)隊(duì)自己造的。燒樣品的爐子就自己造的，被他戲稱為“土炮”，買的設(shè)備也是二手貨。但這絲毫不妨礙他們的激情和夢想，趙忠賢和同事們不分晝夜地干，餓了，就煮面條；累了，輪流在椅子上打個盹。1986年底，趙忠賢的團(tuán)隊(duì)和國際上少數(shù)幾個小組幾乎同時在鑭鋇銅氧體系中突破了“麥克米蘭極限”，獲得了40K以上的高溫超導(dǎo)體。一時間，世界物理學(xué)界為之震動，“北京的趙”多次出現(xiàn)在國際著名科學(xué)刊物上。
1987年2月，艱苦的研究終于有了成果， 趙忠賢及合作者獨(dú)立發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)高溫超導(dǎo)體，并在國際上首次公布其元素組成為Ba-Y-Cu-O。這項(xiàng)研究使得超導(dǎo)電性低溫環(huán)境的創(chuàng)造，由原本昂貴的液氦變?yōu)楸阋硕糜玫囊旱�。趙忠賢因此于同年獲得第三世界科學(xué)院TWAS物理獎，他也成為首次獲此獎項(xiàng)的中國科學(xué)家。
趙忠賢等人的成果，凸顯出柏德諾茲和繆勒的氧化高溫超導(dǎo)材料論文的意義，1987年這兩位科學(xué)家獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。柏德諾茲說：“趙教授及其同事們的研究成果是舉世矚目的，感謝他們?yōu)槭澜缈萍嫉陌l(fā)展和超導(dǎo)研究做出了重要貢獻(xiàn)。”
那一年，趙忠賢45歲，這是他從事超導(dǎo)研究的第十二年。
那一年，世界性的超導(dǎo)競賽迎來了巔峰時刻，趙忠賢作為五位特邀報(bào)告人之一參加了美國物理學(xué)會3月會議。這成為他一個難忘的記憶。當(dāng)時1100人的大廳里，擠進(jìn)了3000多人，被高溫超導(dǎo)突破吸引來的物理學(xué)家們擠滿了整個會場，狂熱的場面持續(xù)了7個多小時，報(bào)告一直繼續(xù)到次日凌晨3點(diǎn)。這場會議后來被稱作“物理學(xué)界的搖滾音樂節(jié)”。向世界展示中國超導(dǎo)研究的重大突破，讓趙忠賢“感到光榮與驕傲”。
趙忠賢所在集體因此榮獲1989年度國家自然科學(xué)集體一等獎，他也作為團(tuán)隊(duì)代表獲得了第三世界科學(xué)院物理獎。1991年，50歲的趙忠賢當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。
然而，低谷不期而至。20世紀(jì)90年代中后期，國際物理學(xué)界在通過銅氧化物超導(dǎo)體探索高溫超導(dǎo)機(jī)理的研究上遇到了瓶頸。國內(nèi)的研究也遇冷，不少研究人員轉(zhuǎn)向其他領(lǐng)域。但趙忠賢卻堅(jiān)持要坐“冷板凳”。“熱的時候要堅(jiān)持，冷的時候更要堅(jiān)持。”憶及這段往事，他說，“我當(dāng)時很正常，不癡迷也不呆傻。我認(rèn)為超導(dǎo)還會有突破，所以才堅(jiān)持。”
在跌宕起伏之間，趙忠賢對“初心”的追逐從未變過。
2008年2月，日本研究組報(bào)道在摻氟的鑭氧鐵砷化合物中有26K的超導(dǎo)電性。立刻引起中國學(xué)者的極大關(guān)注。趙忠賢結(jié)合他的學(xué)術(shù)思路，認(rèn)識到其中可能孕育著新的突破。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)很快將鐵基超導(dǎo)體的臨界溫度提高到50K以上，并創(chuàng)造了55K鐵基超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度紀(jì)錄，同時在物理上認(rèn)識到高的超導(dǎo)臨界溫度與磁的不穩(wěn)定性密切相關(guān)。為確認(rèn)鐵基超導(dǎo)體為第二個高溫超導(dǎo)家族提供了重要依據(jù)。
這些打破了國際物理學(xué)界普遍認(rèn)為的40K以上無鐵基超導(dǎo)的“禁忌”，在國際上引起了極大轟動，標(biāo)志著經(jīng)過20多年的不懈探索，人類發(fā)現(xiàn)了新一類的高溫超導(dǎo)體。
當(dāng)時已經(jīng)67歲的他，在成果出現(xiàn)前夕帶領(lǐng)年輕人熬了三個通宵，完成了初期最關(guān)鍵的三篇論文。事后得知，其中一篇只比國外同行早發(fā)表了一天。
這項(xiàng)研究又為他贏得了國家自然科學(xué)獎一等獎，而他本人則在2015年被授予國際超導(dǎo)領(lǐng)域的重要獎項(xiàng)——Matthias獎。
美國《科學(xué)》雜志3次報(bào)道趙忠賢及其團(tuán)隊(duì)的工作，并評論說，“中國如洪流般不斷涌現(xiàn)的研究結(jié)果，標(biāo)志著在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域中國已經(jīng)成為強(qiáng)國”。
五十年磨一劍，古稀之年獲最高獎
現(xiàn)在，年過古稀的趙忠賢仍保持著旺盛的工作熱情，仍然時常去實(shí)驗(yàn)室，雖然“原則上只出出主意”。他說，“我如今的工作重點(diǎn)有兩個，一是凝煉學(xué)科方向；二是盡我所能為大家營造良好的學(xué)術(shù)氛圍。”在他衣兜里，還時常揣著一個小本，隨時記錄研究思路，“現(xiàn)在年紀(jì)大了，有什么想法得趕緊記下，怕忘記了。”
75歲的他，跨域了半個世紀(jì)的追逐，培養(yǎng)和影響了一大批世界領(lǐng)先的高溫超導(dǎo)研究人才，讓高溫超導(dǎo)扎根中國，更使得中國的高溫超導(dǎo)走在了世界前列。
2017年，趙忠賢與2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者屠呦呦共同獲得2016年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎。
熱愛并為之堅(jiān)守，“玩”出來的舉世矚目
趙忠賢常被問：“一輩子就干了這么一件事，有時還很辛苦，不覺得枯燥嗎？”
“這是我的興趣所在，又能養(yǎng)家糊口，還有比這更理想的選擇嗎？”趙忠賢說，“就像有人愛打麻將，玩到半夜，是去睡覺，還是接著玩？肯定是接著玩嘛！”對他而言，做研究就像有些人愛玩麻將一樣，十分有趣，并不覺得辛苦和枯燥，“我們做科研，每天總感覺更接近真理，一旦發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、做出新材料、提出新問題，就像打麻將的和牌，也有大和、小和，多有意思。”
因?yàn)闊釔郏w忠賢“玩”出舉世矚目的重大突破，“玩”出臨界溫度的世界紀(jì)錄，“玩”出中國高溫超導(dǎo)躋身國際前列的科研地位。
對于年輕人，趙忠賢說“現(xiàn)在社會上各種誘惑很多，但既然選擇了科研這條道路，就要安下心來，不要心猿意馬。”“把興趣和生計(jì)結(jié)合起來，但不要精力太分散。”要選一個領(lǐng)域堅(jiān)持下去，才能枝繁葉茂。
1959年，18歲的趙忠賢以優(yōu)異的成績進(jìn)入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)。1964年，當(dāng)23歲的趙忠賢畢業(yè)后被分配到中科院物理所時，我國還沒有高溫超導(dǎo)這個概念。
超導(dǎo)最先發(fā)現(xiàn)是在1911年，由荷蘭物理學(xué)家卡麥林?昂納斯發(fā)現(xiàn)。超導(dǎo)被譽(yù)為“20世紀(jì)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一”。目前已有10個人在超導(dǎo)領(lǐng)域獲得了5次諾貝爾獎。
超導(dǎo)現(xiàn)象指在一定的低溫狀態(tài)下，某些材料中的電子可以無阻地流動，表現(xiàn)出零電阻現(xiàn)象。超導(dǎo)體這個名詞看似陌生，但在信息通訊、生物醫(yī)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用潛力，假如超導(dǎo)現(xiàn)象能在常溫下實(shí)現(xiàn)，遠(yuǎn)程超高壓輸電將沒有損耗，能節(jié)省很大電量。我們的身邊就廣泛存在超導(dǎo)應(yīng)用：醫(yī)院里用的核磁共振成像儀核心部件是超導(dǎo)磁體，還有我國目前正實(shí)驗(yàn)的高溫超導(dǎo)磁懸浮列車。這些，都與趙忠賢等人的進(jìn)行超導(dǎo)研究密切相關(guān)。
但當(dāng)時中國的超導(dǎo)研究還沒有開啟。1973年，32歲的趙忠賢赴英國劍橋大學(xué)進(jìn)修，接觸到了世界超導(dǎo)研究最前沿。2年后回國時，他開始從事探索高溫超導(dǎo)電性研究。
十年探索一次突破，讓中國超導(dǎo)受世界矚目
“初生牛犢不怕虎。”經(jīng)過縝密思考和實(shí)驗(yàn)，1977年，趙忠賢在《物理》雜志上發(fā)表文章，挑戰(zhàn)由經(jīng)典理論推導(dǎo)出的麥克米蘭極限，當(dāng)時不少人認(rèn)為，“趙忠賢膽子實(shí)在是太大了”。雖然想法超前而且價值巨大，但進(jìn)展卻沒有這么順利。隨后幾年，他的研究屢次受阻。
“1986年4月，瑞士科學(xué)家穆勒和柏諾茲發(fā)現(xiàn)Ba-La-Cu-O材料在35K(開爾文，熱力學(xué)溫度單位)時開始出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。9月底，我看到他們的論文后，馬上找到陳立泉等同事開始銅氧化物超導(dǎo)體研究工作。”趙忠賢回憶說。
八十年代的科研條件異常艱苦，好多設(shè)備是趙忠賢團(tuán)隊(duì)自己造的。燒樣品的爐子就自己造的，被他戲稱為“土炮”，買的設(shè)備也是二手貨。但這絲毫不妨礙他們的激情和夢想，趙忠賢和同事們不分晝夜地干，餓了，就煮面條；累了，輪流在椅子上打個盹。1986年底，趙忠賢的團(tuán)隊(duì)和國際上少數(shù)幾個小組幾乎同時在鑭鋇銅氧體系中突破了“麥克米蘭極限”，獲得了40K以上的高溫超導(dǎo)體。一時間，世界物理學(xué)界為之震動，“北京的趙”多次出現(xiàn)在國際著名科學(xué)刊物上。
1987年2月，艱苦的研究終于有了成果， 趙忠賢及合作者獨(dú)立發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)高溫超導(dǎo)體，并在國際上首次公布其元素組成為Ba-Y-Cu-O。這項(xiàng)研究使得超導(dǎo)電性低溫環(huán)境的創(chuàng)造，由原本昂貴的液氦變?yōu)楸阋硕糜玫囊旱�。趙忠賢因此于同年獲得第三世界科學(xué)院TWAS物理獎，他也成為首次獲此獎項(xiàng)的中國科學(xué)家。
趙忠賢等人的成果，凸顯出柏德諾茲和繆勒的氧化高溫超導(dǎo)材料論文的意義，1987年這兩位科學(xué)家獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。柏德諾茲說：“趙教授及其同事們的研究成果是舉世矚目的，感謝他們?yōu)槭澜缈萍嫉陌l(fā)展和超導(dǎo)研究做出了重要貢獻(xiàn)。”
那一年，趙忠賢45歲，這是他從事超導(dǎo)研究的第十二年。
那一年，世界性的超導(dǎo)競賽迎來了巔峰時刻，趙忠賢作為五位特邀報(bào)告人之一參加了美國物理學(xué)會3月會議。這成為他一個難忘的記憶。當(dāng)時1100人的大廳里，擠進(jìn)了3000多人，被高溫超導(dǎo)突破吸引來的物理學(xué)家們擠滿了整個會場，狂熱的場面持續(xù)了7個多小時，報(bào)告一直繼續(xù)到次日凌晨3點(diǎn)。這場會議后來被稱作“物理學(xué)界的搖滾音樂節(jié)”。向世界展示中國超導(dǎo)研究的重大突破，讓趙忠賢“感到光榮與驕傲”。
趙忠賢所在集體因此榮獲1989年度國家自然科學(xué)集體一等獎，他也作為團(tuán)隊(duì)代表獲得了第三世界科學(xué)院物理獎。1991年，50歲的趙忠賢當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。
跌宕起伏不忘初心，20年后再掀世界熱潮
然而，低谷不期而至。20世紀(jì)90年代中后期，國際物理學(xué)界在通過銅氧化物超導(dǎo)體探索高溫超導(dǎo)機(jī)理的研究上遇到了瓶頸。國內(nèi)的研究也遇冷，不少研究人員轉(zhuǎn)向其他領(lǐng)域。但趙忠賢卻堅(jiān)持要坐“冷板凳”。“熱的時候要堅(jiān)持，冷的時候更要堅(jiān)持。”憶及這段往事，他說，“我當(dāng)時很正常，不癡迷也不呆傻。我認(rèn)為超導(dǎo)還會有突破，所以才堅(jiān)持。”
在跌宕起伏之間，趙忠賢對“初心”的追逐從未變過。
2008年2月，日本研究組報(bào)道在摻氟的鑭氧鐵砷化合物中有26K的超導(dǎo)電性。立刻引起中國學(xué)者的極大關(guān)注。趙忠賢結(jié)合他的學(xué)術(shù)思路，認(rèn)識到其中可能孕育著新的突破。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)很快將鐵基超導(dǎo)體的臨界溫度提高到50K以上，并創(chuàng)造了55K鐵基超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度紀(jì)錄，同時在物理上認(rèn)識到高的超導(dǎo)臨界溫度與磁的不穩(wěn)定性密切相關(guān)。為確認(rèn)鐵基超導(dǎo)體為第二個高溫超導(dǎo)家族提供了重要依據(jù)。
這些打破了國際物理學(xué)界普遍認(rèn)為的40K以上無鐵基超導(dǎo)的“禁忌”，在國際上引起了極大轟動，標(biāo)志著經(jīng)過20多年的不懈探索，人類發(fā)現(xiàn)了新一類的高溫超導(dǎo)體。
當(dāng)時已經(jīng)67歲的他，在成果出現(xiàn)前夕帶領(lǐng)年輕人熬了三個通宵，完成了初期最關(guān)鍵的三篇論文。事后得知，其中一篇只比國外同行早發(fā)表了一天。
這項(xiàng)研究又為他贏得了國家自然科學(xué)獎一等獎，而他本人則在2015年被授予國際超導(dǎo)領(lǐng)域的重要獎項(xiàng)——Matthias獎。
美國《科學(xué)》雜志3次報(bào)道趙忠賢及其團(tuán)隊(duì)的工作，并評論說，“中國如洪流般不斷涌現(xiàn)的研究結(jié)果，標(biāo)志著在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域中國已經(jīng)成為強(qiáng)國”。
五十年磨一劍，古稀之年獲最高獎
現(xiàn)在，年過古稀的趙忠賢仍保持著旺盛的工作熱情，仍然時常去實(shí)驗(yàn)室，雖然“原則上只出出主意”。他說，“我如今的工作重點(diǎn)有兩個，一是凝煉學(xué)科方向；二是盡我所能為大家營造良好的學(xué)術(shù)氛圍。”在他衣兜里，還時常揣著一個小本，隨時記錄研究思路，“現(xiàn)在年紀(jì)大了，有什么想法得趕緊記下，怕忘記了。”
75歲的他，跨域了半個世紀(jì)的追逐，培養(yǎng)和影響了一大批世界領(lǐng)先的高溫超導(dǎo)研究人才，讓高溫超導(dǎo)扎根中國，更使得中國的高溫超導(dǎo)走在了世界前列。
2017年，趙忠賢與2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者屠呦呦共同獲得2016年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎。
熱愛并為之堅(jiān)守，“玩”出來的舉世矚目
趙忠賢常被問：“一輩子就干了這么一件事，有時還很辛苦，不覺得枯燥嗎？”
“這是我的興趣所在，又能養(yǎng)家糊口，還有比這更理想的選擇嗎？”趙忠賢說，“就像有人愛打麻將，玩到半夜，是去睡覺，還是接著玩？肯定是接著玩嘛！”對他而言，做研究就像有些人愛玩麻將一樣，十分有趣，并不覺得辛苦和枯燥，“我們做科研，每天總感覺更接近真理，一旦發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、做出新材料、提出新問題，就像打麻將的和牌，也有大和、小和，多有意思。”
因?yàn)闊釔郏w忠賢“玩”出舉世矚目的重大突破，“玩”出臨界溫度的世界紀(jì)錄，“玩”出中國高溫超導(dǎo)躋身國際前列的科研地位。
對于年輕人，趙忠賢說“現(xiàn)在社會上各種誘惑很多，但既然選擇了科研這條道路，就要安下心來，不要心猿意馬。”“把興趣和生計(jì)結(jié)合起來，但不要精力太分散。”要選一個領(lǐng)域堅(jiān)持下去，才能枝繁葉茂。
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