超導(dǎo)泰斗趙忠賢

余嘉

1月9日，國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在北京人民大會堂召開，國家最高科學(xué)技術(shù)獎迎來兩位新的得主，分別是中科院物理所趙忠賢院士和中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所的屠呦呦研究員。

中國科學(xué)院物理研究所的趙忠賢院士擁有一份堪稱璀璨的履歷——1941年生于遼寧新民，1964年畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)技術(shù)物理系，隨即進(jìn)入中國科學(xué)院物理研究所。1974～1975年在英國劍橋大學(xué)進(jìn)修，1984～1986年在美國艾姆斯實驗室等地做訪問學(xué)者。現(xiàn)任研究員，1991年被評為中科院院士。

他領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊成績卓著，比較典型的成果是在1986年發(fā)現(xiàn)La-Ba-Cu-O（鑭鋇銅氧）系統(tǒng)中有超過90K超導(dǎo)跡象，并注意到雜質(zhì)的影響，為世界超導(dǎo)研究打開了一扇發(fā)現(xiàn)之門，從此在液氮溫區(qū)超導(dǎo)體方面不斷取得成果。為此，趙忠賢榮晉第三世界科學(xué)院院士，曾兩次獲得國家自然科學(xué)獎一等獎，兩次獲得國家自然科學(xué)獎二等獎以及若干其他國際國內(nèi)頂尖榮譽。

起跑：超導(dǎo)競賽拉開帷幕

超導(dǎo)，全稱超導(dǎo)電性，是指某些材料在溫度降低到某一臨界值（即超導(dǎo)臨界溫度）以下時，電阻突然消失的現(xiàn)象。具備這種特性的材料稱為超導(dǎo)體。

1973年，經(jīng)周總理批示，一批年輕學(xué)生和學(xué)者被派往國外學(xué)習(xí)，趙忠賢借此機會于1974年到英國劍橋大學(xué)進(jìn)修，接觸到了世界超導(dǎo)研究最前沿。1975年回國后，趙忠賢于1976年開始“探索高臨界溫度超導(dǎo)體”，他開始擼起袖子干。沒有設(shè)備，趙忠賢就帶領(lǐng)團(tuán)隊自己搭建實驗設(shè)備，從倉庫里領(lǐng)到的原料有的還是上世紀(jì)50年代公私合營工廠生產(chǎn)的。盡管條件艱苦到在被窩里打老鼠，但是趙忠賢仍舊樂觀地認(rèn)為，自己的相對劣勢沒有那么大。

困難可以克服，先機必須搶占。1986年，歐洲科學(xué)家柏德諾茲和繆勒發(fā)表了鑭-鋇-銅-氧體系可能存在35K超導(dǎo)的工作。趙忠賢敏銳地預(yù)感到研究銅氧化合物超導(dǎo)體是可行的，馬上帶領(lǐng)團(tuán)隊在極其簡陋的條件下緊鑼密鼓地開了張。他找到了熟悉變價系統(tǒng)的陳立泉等合作，利用自己現(xiàn)搭建的反應(yīng)爐和現(xiàn)改造的測量設(shè)備開展研究。

多少個不眠之夜，反反復(fù)復(fù)的試驗，累了，趙忠賢就在椅子上、桌子上靠一靠，餓了，就煮面條，在最困難的時候，他和團(tuán)隊成員相互鼓勵：“別看現(xiàn)在這個樣品不超導(dǎo)，新的超導(dǎo)體很可能就誕生在下一個樣品中”。終于，1986年底，趙忠賢的團(tuán)隊和國際上少數(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，傳統(tǒng)理論的崩塌讓“北京的趙”多次出現(xiàn)在國際著名的科學(xué)刊物上。

與此同時，趙忠賢團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)了70K的超導(dǎo)跡象，遺憾的是，這個跡象由于當(dāng)時沒人能夠重復(fù)，實驗結(jié)果受到海外有些學(xué)者質(zhì)疑。

經(jīng)過反復(fù)思考試驗，趙忠賢意識到由于他們的實驗樣品用的原料是1956年公私合營的工廠生產(chǎn)的，含有很多雜質(zhì)，70K跡象的出現(xiàn)可能是雜質(zhì)發(fā)揮了某種作用。

頂著巨大的壓力，趙忠賢并沒有放棄，他開始主動“引入雜質(zhì)”。就在1987年2月19日深夜，他們團(tuán)隊在鋇-釔-銅-氧中發(fā)現(xiàn)了臨界溫度93K的液氮溫區(qū)超導(dǎo)體！1987年2月24日，中國科學(xué)院數(shù)理學(xué)部舉行新聞發(fā)布會宣布了這一發(fā)現(xiàn)并在世界上首次公布了元素組成。

他成功了！趙忠賢等的發(fā)現(xiàn)在全世界范圍刮起了液氮溫區(qū)超導(dǎo)體的旋風(fēng)。

成功：引發(fā)超導(dǎo)研究二次突破

1987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告人之一參加了美國物理學(xué)會3月會議。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)家擠滿了整個會場，狂熱的場面持續(xù)了7個多小時，報告一直繼續(xù)到早晨3點。

這場會議后來被稱作“物理學(xué)界的搖滾音樂節(jié)”，趙忠賢代表中國物理學(xué)家從此走上了世界高溫超導(dǎo)研究的舞臺。

不管是經(jīng)歷輝煌，還是面對低谷，趙忠賢都能保持一份平和的心態(tài)，繼續(xù)潛心研究，厚積薄發(fā)。也是這種對科學(xué)的孜孜以求讓趙忠賢在20年后再次引領(lǐng)世界熱潮，收獲了超導(dǎo)研究的第二次突破。

2008年，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在摻氟的鑭氧鐵砷材料中存在26K的超導(dǎo)性。隨即，中國科學(xué)家把超導(dǎo)臨界溫度提到高于傳統(tǒng)超導(dǎo)體的40K的理論極限。此后，趙忠賢又提出高壓合成結(jié)合輕稀土替代的方案，并率領(lǐng)團(tuán)隊很快將超導(dǎo)臨界溫度又提高到50K以上，也創(chuàng)造了55K的鐵基超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度的世界紀(jì)錄，并保持至今。2014年初，時隔24年，趙忠賢等再次憑借高溫超導(dǎo)研究問鼎象征著中國基礎(chǔ)研究原始創(chuàng)新能力的國家自然科學(xué)一等獎。此前，這一獎項已經(jīng)連續(xù)空缺3年。

趙忠賢的鐵基超導(dǎo)研究得到了國際上的高度評價。美國《科學(xué)》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(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)成為一個強國?！?/p>

執(zhí)著：做好本職工作從不灰心

“人活著要吃飯，將個人的興趣與生計結(jié)合起來是最理想的選擇，而我恰巧很幸運?！壁w忠賢說，“快樂在于每天都面對解決新問題的挑戰(zhàn)”。

科研之路艱難漫長，正因這些挑戰(zhàn)的快樂，他從不灰心、不放棄，總是滿懷希望。

當(dāng)年為了一邊看孩子一邊讀書，趙忠賢想出一個辦法，在地上鋪上一個大床單，撒上一把爆米花，任孩子在上面爬，等孩子撿完了，他再撒上一把。從國際大會回到家，趕上沒有蜂窩煤了，他又脫下西裝，蹬上板車帶著兒子去買煤。趙忠賢說：“我就是生活在那個年代的一個普通人。榮譽歸于國家，成績屬于集體，我只是做好自己的本職工作?！?/p>

在趙忠賢看來，搞科研最重要的一點是能夠迅速抓住問題的本質(zhì)，并駕馭自己的知識和能力去解決它。趙忠賢時常勉勵后輩，要有遠(yuǎn)大的目標(biāo)，更要腳踏實地去工作?！艾F(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?！?/p>

在一窮二白、基礎(chǔ)薄弱的新中國開始了超導(dǎo)研究，半個世紀(jì)過去了，他作為我國自己培養(yǎng)的科學(xué)家的杰出代表，使高溫超導(dǎo)扎根中國，躋身國際前列。為了這一天，他傾盡自己最好的年華、最大的精力，從一個翩翩青年做到古稀白發(fā)，還不夠，他還培養(yǎng)和影響了一批優(yōu)秀人才，將科學(xué)的火種繼續(xù)傳承，取得了世界領(lǐng)先的成績。

（責(zé)編：孫展）