「我這一輩子只做一件事,就是探索超導體、開展超導機理研究。」中國科學院院士、物理學家趙忠賢認為,「如果我們的社會,每個人都持之以恆做一件事,很多問題都可以解決」。
趙忠賢1976年起一直在中科院物理所從事探索高臨界溫度超導體研究,因對液氮溫區超導體研究的貢獻,於1987年獲第三世界科學院物理獎,1989年、2013年,他領銜的科研團隊先後摘得代表基礎研究創新能力的國家自然科學一等獎。
其中,2013年國家自然科學一等獎是連續三年空缺之後首次授獎,它離不開趙忠賢科研團隊20多年的堅持與積累,經歷一次次失敗,終於發現轉變溫度40K以上,也就是高於-233℃的鐵基超導體(0K為絕對零度,是宇宙中低溫極限的-273℃。K與℃的換算公式為K的數值減273所得值,如40K=40-273即-233℃),從而打破了傳統理論計算斷定的超導體臨界溫度極值。
趙忠賢介紹說,超導是20世紀最偉大的科學發現之一超導電性的簡稱,指當某種材料處於一定的溫度等條件下,電流可以在其中無阻地流動,具備這種特性的材料叫超導體。物理學家麥克米蘭根據傳統理論計算推斷,超導體的轉變溫度不能超過40K,這個溫度被稱為麥克米蘭極限溫度。
1986年,歐洲科學家發現了35K銅氧化物超導體。很快包括中國科學家在內的研究團隊將銅氧化物超導體的臨界轉變溫度提升到液氮溫區以上,突破了麥克米蘭極限溫度,使其成為高溫超導體。
基於多年的積累,趙忠賢領銜的中國科學家團隊在隨後20多年裡通過堅持與努力,產出鐵基超導一大批研究成果:首先發現轉變溫度40K以上的鐵基超導體;發現一系列轉變溫度在50K以上的鐵基超導體,並創造55K的世界紀錄……
國際上,先後有5次10人因為在超導領域的重大研究發現獲得諾貝爾物理獎。趙忠賢對此非常清醒和淡定,他說:「得什麼獎不是科學探索的原動力。科學研究是一個水到渠成、水漲船高的過程。你有一批人找對了方向,踏踏實實堅持不懈努力,總會獲得有益於人類的發現。」
為什麼能一輩子堅持只做超導一件事?趙忠賢說,能有機會將生計和興趣結合起來,「這是人生的一種理想選擇」。他笑言是自己運氣好,很幸運地實現了這種理想的選擇,更幸運的是在開展超導研究過程中,又擁有一批很好的合作夥伴,「沒有好的合作者,就不可能取得今天的成績」。
中國超導研究雖然比國外晚了50年,但通過幾代科學家的不懈努力,中國在超導研究領域已「今非昔比」,目前穩居世界一流水平,處於國際前列。趙忠賢稱,磨刀不誤砍柴功。中國科學家在超導領域持續研究積累,必定會產生突破。「現在,我們已經具備了在超導領域做最原創性貢獻的條件了」。
今年已年逾七旬的趙院士坦言,如今不可能跟年輕人一樣工作在科研第一線,他現在主要做兩件事:一是在超導領域幫助凝鍊方向,促進大家提出超導發展新思想、新概念、新理論,二是營造寬鬆環境,充分發揮年輕科研人員的創造性。「一個國家科技真正強大起來的標誌,就是在科研領域上有國際認可的新思想、新概念、新理論,只有中國科學家提出的新概念、新思想、新理論被國際同行廣泛認可,這才是真正發揮中國科技引領作用的時候」。
談到科學精神,趙忠賢認為必須遵循兩條——「按科學規律辦事」和「追求真理」。從事科學研究工作,「每天都在逼近真理,這是每位熱愛科學的個人最幸福的事情」。針對當今社會紛繁複雜的現狀,他告誡年輕科研人員「不要太功利,要瀟灑一些」、「既要解放思想,又要腳踏實地」。
咬定「超導」不放鬆的趙忠賢院士提出,對銅氧化合物超導體及鐵基超導體的微觀機理的了解,會極大推動凝聚態物理學的新發展。同時,一旦發現更適於應用或具有更高臨界溫度的超導體,便可能像集成電路那樣成為帶動世界經濟社會發展的新增長點。
他表示,超導研究已經在中國「土壤」深深紮根,「如果有一天,超導又有新的突破,我相信一定有中國人的身影。」