趙忠堯,離諾貝爾獎只有一步之遙

2020-12-05 三十六度的水

說到中國獲得諾貝爾獎的人,很多人都會想到莫言和屠呦呦,也有的人會想到楊振寧和李政道。有一個人,一隻腳踏進了諾貝爾獎的大門,他就是趙忠堯。

趙忠堯這人,並不被大眾所熟知。不過鄧稼先、錢三強、楊振寧、李政道、王淦昌等一個個如雷貫耳的大牛,都有一個共同的身份,那就是他們都是趙忠堯的學生。

趙忠堯是中國物理學大師們共同的老師,而且,他也是中國物理學的先驅之一,主持修建了中國第一個核物理實驗室。不幸的是,他的赫赫貢獻卻鮮為人知。

趙忠堯,出生了浙江諸暨縣。23歲時,從國立東南大學畢業,並留校任助教。第二年,隨葉企孫前往清華,成為了清華的教員。

當時的中國,積貧積弱,科研水平自然和西方相差太大。如果這個差距不儘快縮小,中國就會永遠落後。抱著去西方學技術,振興中國科學的願望,趙忠堯自費前往美國學習。

他進入了加州理工學院,老師是大名鼎鼎的密立根教授。

密立根給了他一個利用光學幹涉儀測量相關數據的課題,這個課題難度不大,學不到什麼。趙忠堯是來學技術的,學位什麼的他並不關心,於是就找密立根換課題。

密立根答應了,給了他另一個課題:計算硬γ射線在物質中的吸收係數。

趙忠堯還是認為難度不夠,並不滿意。密立根於是很嚴肅的補充:「這個題目你在考慮一下。」

趙忠堯是個實在人,並沒有聽出導師的弦外之音,就實話實說:「好,我在考慮一下。」

聽到趙忠堯的回答,密立根氣炸了,很不客氣地說,這是一個很有意思的課題,你要是不想做就不要做了。

這時,趙忠堯才知道自己惹導師生氣了,趕緊道歉:「我高興接受這個題目,並一定把它做好。」

這個問題,看似只是實驗觀測類問題,然而卻也是個理論難題。密立根要求趙忠堯通過實驗得到的數據,來驗證剛問世的克萊因-仁科公式的正確性。

密立根雖然覺得這個課題很重要,可是他卻沒有意識到,這個題目差點讓他撬動了諾貝爾獎的大門。

經過了一年多的辛苦實驗,趙忠堯發現: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%。

這種差異產生的原因到底是什麼呢?這讓趙忠堯既興奮又困惑。他確信,這是一種從未有人發現的全新的物理現象。

為了徹底弄清楚這個現象,趙忠堯又重新設計了一個實驗,來觀測重元素對硬γ射線的散射現象。

不過,此時離他畢業離校僅剩半年了。要在這麼短的時間內,完成一個難度這麼大而且前人從未做過的試驗,趙忠堯能做到嗎?

事實證明,趙忠堯做到了。

伴隨著硬γ射線在重元素中的反常吸收,還存在一種從未見過的特殊輻射現象,這種輻射非常弱,能量為0.5兆電子伏,大約等於一個電子的質量,輻射角的分布大致為各向同性。

這就是大名鼎鼎的正、負電子對湮滅輻射。

差不多同時,狄拉克建立了著名的狄拉克方程,預言了正電子的存在。

可惜的是,趙忠堯和密立根都沒有往這方面去想,因此趙忠堯當時並沒有意識到自己發現了正電子的存在。不過即使這樣,這也是諾獎級別的成就。

1931年,趙忠堯另一篇文章《硬γ射線與原子核的相互作用》發表在了英國的《自然》雜誌上,盧瑟福曾在論文前加了按語:這一結果提供了"正-負"電子對產生的又一證據。

然而,諾獎在1936年對正電子的發現頒獎時,名單裡沒有趙忠堯,只有1932年觀測到正電子運動徑跡的安德遜。

這是歷史的不公,直至半個多事跡後,這個不公之謎才得以解開。

原來,後來有兩組學者也進行了類似的試驗,但是他們都沒有得出趙忠堯的結果。後面兩位頗有影響力的學者錯誤的引用了趙忠堯等人的論文,大大影響了科學屆對趙忠堯成果的認識。

那麼,是趙忠堯的試驗有問題嗎?

當然不是。最後證明,這兩組學者之所以未能得出趙忠堯所獲得的結果,一組是因為方法用錯了,另一組是實驗儀器的靈敏度不夠。趙忠堯的方法是先進的,結果是正確可靠的。

就因為一些人的失誤,使趙忠堯與諾獎擦肩而過。本來,他一隻腳踏進了諾獎的大門,可是卻生生的被別人硬扯了出來。

著名科學家李政道表示:「趙老師本來應該是第一個獲諾貝爾物理學獎的中國人,只是由於當時別人的錯誤把趙老師的光榮埋沒了。」

曾任諾貝爾物理學獎委員會主任的愛克斯朋教授也坦言:「這是一個很令人不安的、沒法再彌補的疏漏,不過趙忠堯在世界物理學家心中是實實在在的諾貝爾獎得主。」

就連安德遜也承認,他的實驗是建立在趙忠堯發現基礎的才得以實現的,而且受到趙忠堯實驗成果的直接啟發。

雖然錯失了諾獎,但是他從不抱怨,淡然處之,全身心的投入到祖國的工作中。

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