趙忠賢：探尋超導(dǎo)世界“新高度”

李艷

趙忠賢

2017年1月9日，75歲的趙忠賢登上國家最高科學(xué)技術(shù)獎的領(lǐng)獎臺。他是國家最高科學(xué)技術(shù)獎得主里的首位“40后”。

生于遼寧新民的趙忠賢，身材魁梧，聲音洪亮，性格里透著東北人的直爽和幽默?！拔揖褪莻€(gè)普通人，只要大家說‘這個(gè)老頭還不錯(cuò)，我就挺高興。”接受采訪時(shí)，他饒有興趣地講起40余年持續(xù)研究超導(dǎo)的往事。

1911年人類發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)，超導(dǎo)被認(rèn)為是 20 世紀(jì)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。一直到上世紀(jì)50年代，中國低溫物理與低溫技術(shù)研究的開創(chuàng)者之一洪朝先生回國才帶著國內(nèi)的年輕學(xué)者，首先實(shí)現(xiàn)了氫和氦的液化。我國當(dāng)時(shí)在科研基礎(chǔ)和知識儲備上的薄弱可見一斑。然而幸運(yùn)的是，趙忠賢在中科大得到了包括錢三強(qiáng)在內(nèi)大師們的悉心指導(dǎo)。趙忠賢1964年從中國科技大學(xué)畢業(yè)分配到中國科學(xué)院物理研究所，在他的回憶里當(dāng)時(shí)的科研條件是艱苦的，卻又是快樂的。

“我至今記得先生們在黑板上寫教案的情景?！壁w忠賢感慨地說。這段求學(xué)經(jīng)歷讓趙忠賢在日后的科研中學(xué)會了如何在最艱難的條件下堅(jiān)持科研，如何在設(shè)備差、經(jīng)費(fèi)少的情況下依然把科研成果做得漂亮。

上世紀(jì)80年代，趙忠賢在科研條件極其簡陋的情況下開始研究銅氧化合物超導(dǎo)體，同行們評價(jià)趙忠賢時(shí)總要提到他的“特殊能耐”。“他總能利用一切可利用的資源，把科研先做起來?！痹缒杲?jīng)費(fèi)有限，項(xiàng)目組使用的基礎(chǔ)設(shè)備就是趙忠賢和同事黃玉珍親手繞制的燒結(jié)爐。

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)的論文。當(dāng)時(shí)國際超導(dǎo)主流尚未認(rèn)可這篇論文，而趙忠賢和其他少數(shù)幾個(gè)學(xué)者對柏德諾茲和繆勒的論文產(chǎn)生了興趣，該文中提到的“楊·泰勒”效應(yīng)與趙忠賢1977年文章中提到的“結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性又不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)相變會導(dǎo)致高的超導(dǎo)溫度”產(chǎn)生共鳴，促使他立刻組織團(tuán)隊(duì)，在科研條件相對簡陋的情況下，開始研究銅氧化合物超導(dǎo)體。不久，趙忠賢的研究成果推翻了傳統(tǒng)的理論，他向全世界證明超導(dǎo)臨界溫度是可以超過40K的，突破麥克米蘭極限溫度的超導(dǎo)體，被稱作高溫超導(dǎo)體。

一時(shí)間，世界物理學(xué)界震動了。趙忠賢被稱為“北京的趙”，出現(xiàn)在國際著名物理學(xué)刊物上。此后，仍在北京的實(shí)驗(yàn)室里埋頭苦干的趙忠賢“乘勝追擊”——1987年2月19日深夜，他的團(tuán)隊(duì)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了臨界93K的液氮溫區(qū)超導(dǎo)體，并在國際上首次公布其元素組成：億-鋇-銅-氧。這一突破性的發(fā)現(xiàn)讓趙忠賢團(tuán)隊(duì)因此榮獲1989年國家自然科學(xué)獎一等獎，他也作為團(tuán)隊(duì)代表獲得了第三世界科學(xué)院物理獎。

2008年，趙忠賢帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將鐵基超導(dǎo)體的臨界溫度提高到50K以上，創(chuàng)造了55K的紀(jì)錄并保持至今，實(shí)現(xiàn)了高溫超導(dǎo)研究領(lǐng)域的第二次突破。曾經(jīng)有一種說法，科學(xué)家的黃金科研時(shí)期是短暫的，當(dāng)青年科學(xué)家走過自己的創(chuàng)新高峰期之后就會趨于沉寂。然而，這個(gè)說法在趙忠賢這里并不成立。1987年的輝煌已經(jīng)過去，20年后，趙忠賢的名字再次震動了世界物理學(xué)界。這一年他67歲。

2016年9月，我國研制出全球首根百米量級鐵基超導(dǎo)長線。這一消息在業(yè)內(nèi)引起極大的轟動。它被認(rèn)為是鐵基超導(dǎo)材料從實(shí)驗(yàn)室研究走向產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵一步，在美、日、歐等國家的鐵基超導(dǎo)線制備還處于米級水平的時(shí)候，我國已走在世界最前沿。

這一切，與中科院院士、物理學(xué)家趙忠賢8年前在鐵基高溫超導(dǎo)研究上實(shí)現(xiàn)的突破是分不開的。

當(dāng)然，趙忠賢人生中也有最“郁悶”的時(shí)期，那是上世紀(jì)80年代，國際物理學(xué)界在探索高溫超導(dǎo)體的研究上遇到了瓶頸，相關(guān)研究跌入低谷。國內(nèi)的研究也受了影響，很多團(tuán)隊(duì)解散。

在經(jīng)過短暫的彷徨后，趙忠賢帶領(lǐng)超導(dǎo)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)堅(jiān)守這塊陣地，持之以恒地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。經(jīng)費(fèi)有限，他曾與同事自己動手繞制燒結(jié)爐，也曾將趁著“大減價(jià)”時(shí)淘換下來的“土炮”當(dāng)作“重型武器”使用。

中科院超導(dǎo)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員孫力玲與趙忠賢共事多年，她在接受采訪時(shí)說，趙老師給我印象最深的就是他對科研方向的堅(jiān)持，他真的做到了扎下根，決定一個(gè)方向然后就全力以赴。

趙忠賢跟學(xué)生們說，不要只盯著論文，要真的去解決科學(xué)問題;堅(jiān)持10年，一定會有突破?！艾F(xiàn)在社會上各種誘惑很多，好像很多選擇都比做科研賺錢。但如果選擇了科研這條道路，不妨安下心來，堅(jiān)持一下，我相信你們堅(jiān)持10年一定會有重大突破?！彼f。

半個(gè)世紀(jì)以來，趙忠賢的名字一直與我國超導(dǎo)發(fā)展緊密相連。他在我國最早提出要探索高溫超導(dǎo)體，最早建議成立國家超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室，他在高溫超導(dǎo)研究出現(xiàn)的兩次重大突破中都作出了重要貢獻(xiàn)，代表中國站到國際物理學(xué)界的大舞臺。

◎ 來源|科技日報(bào)（有刪減）

趙忠賢?

物理學(xué)家，中國科學(xué)院院士中國高溫超導(dǎo)研究奠基人之一