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趙忠堯
來源:互聯網

趙忠堯(1902年6月27日-1998年5月28日),出生于諸暨市,博士畢業于加州理工學院核物理學家,中央研究院院士、中國科學院學部委員(院士),曾任中國科學院高能物理研究所副所長、中國科學院原子能研究所副所長,是中國核物理研究和加速器建造事業的開拓者。

趙忠堯主要從事于核物理中硬γ射線與物質相互作用等方面的研究,是中國原子核物理、中子物理、加速器和宇宙線研究的先驅和奠基人,是人類歷史上第一個觀測到反物質現象的物理學家。他最早觀察到正負電子對的產生和湮沒現象,對正電子的發現和物理學家接受量子電動力學理論起了重要作用。1920年秋,趙忠堯從諸暨市縣立中學畢業,考入南京高等師范學校(東南大學前身),1925年畢業。1929年,趙忠堯與歐洲學者同時獨立觀察到硬γ射線通過重元素時,除了康普頓散射和光電效應引起的吸收外,還存在著反常吸收。1930年,首先發現“特殊輻射”,1931年后,主持建立了中國第一個核物理實驗室。1946年,趙忠堯赴美參觀原子彈試爆試驗,并留美購置核物理實驗設備和其他科研器材。1949年,趙忠堯在美國加州理工學院進行原子核反應研究。1955年與1958年,他先后主持建成70萬伏和200萬伏高氣壓型的質子靜電加速器,為在中國建立核物理實驗基地做出了重要貢獻。1973年后任中國科學院高能物理研究所副所長。1979年,趙忠堯先生代表中國科學界前往德國出席物理學會議,并進行參觀訪問。1995年,榮獲何梁何利基金科學與技術進步獎。

趙忠堯先后在清華大學國立西南聯合大學等高校任教,培養了楊振寧李政道等卓越物理學家。

人物生平

早年與教育經歷

1902年6月27日,趙忠堯出生于諸暨市的破落家族中,父親趙繼和當過私塾先生,后來以行醫為生,他出生時母親已46歲。趙忠堯由于幼時身體孱弱,父母對他的管教格外嚴厲,小學時期不允許他上體操課。1917年,趙忠堯進入諸暨縣立中學讀書,興趣廣泛,文理科并重,1920年,考入南京高等師范學校化學系,但在學習中對物理、數學同樣重視,同年,南京高等師范學校更名為東南大學。1924年,父親逝世,趙忠堯進入東南大學擔任物理系助教,1925年(民國十四年),獲得東南大學畢業資格,同年,受葉企孫邀請,擔任清華大學物理系助教,在清華大學期間,參加了清華大學大禮堂聲學問題的研究,開啟了中國近代建筑聲學研究之先河。

1927年(民國十六年),趙忠堯自籌經費進入加州理工學院,師從諾貝爾獎金獲得者密立根教授從事實驗物理研究,由于密立根教授的推薦,成功申請到中華教育文化基金會授予的每年一千美金的科研補助金。1929年,在密立根教授的同意下,趙忠堯將博士論文題目確定為“硬γ射線通過物質時的吸收系數”后開始實驗,發現了硬γ射線在重金屬物質中的“反常吸收”現象,1930年5月,在鮑文教授的幫助下,趙忠堯的博士論文《硬伽馬射線吸收系數測量》在美國《國家科學院院刊》正式發表,同年,在鮑文教授的支持下,為研究硬 γ 射線與物質相互作用的機制,趙忠堯開始設計實驗來觀測重元素對硬 γ 射線的散射現象,并首次發現了“特殊輻射”,10月,趙忠堯把相關研究結果撰寫成的第二篇論文《硬伽馬射線的散射》發表于美國《物理評論》雜志。趙忠堯發現的硬γ射線通過重物質時產生的反常吸收和特殊輻射,實際上是正負電子對的產生和“湮滅”過程的最早實驗證據,這是人類歷史上第一次觀測到了直接由反物質產生和“湮滅”所造成的現象。

工作與歸國經歷

1930年,趙忠堯獲加州理工學院研究生院哲學博士學位,前往德國哈勒大學物理研究所工作,1931年,前往劍橋大學卡文迪許實驗室與歐內斯特·盧瑟福一起工作,同年,“九一八”事件發生后,回到清華大學物理系任教授,開設了中國第一門核物理課程,組織建立了中國第一個核物理實驗室,培養出了錢三強等人才,1933年,與龔祖同發表《硬 γ 射線與原子核的相互作用》于Nature雜志,盧瑟福曾評價說這一實驗結果提供了正負電子對產生的又一重要的證據。1936年,趙忠堯和傅承義用 Ra-Be 中子源,用不同厚度的石蠟來減速以取得不同能量的中子,測量銀和碘被中子照射后產生的人工放射性,來測定它們對中子的吸收與中子能量的關系,其實驗結果發表在1936年《清華學報》上,銀對 Ra-Be 中子源的連續譜的中子的共振吸收實驗結果發表在1936年《中國物理學報》和1937年 Nature雜志上,同年,與張大煜、劉云浦、施汝為籌集資金大洋2000余元,以及嚴濟慈先后兩次所籌500元,從德國進口了制芯機,準備在北平建廠生產鉛筆,1937年,盧溝橋事變爆發,前往云南大學擔任教授,與王大珩合作在 Nature 雜志上發表了《銀、和溴的中子共振能級的間距》,同年,將鉛筆廠南遷上海市,并將廠名定為“長城鉛筆廠”。1938年,清華大學南遷昆明市, 與北京大學南開大學組成國立西南聯合大學,趙忠堯任西南聯大教授,在西南聯大時期,他和張文裕用蓋格計數管做了一些宇宙線方面的研究工作,對在1937年做的中子共振能級的間距實驗作了更細致的理論分析,培養了楊振寧李政道朱光亞鄧稼先等人才。

1945年,受到吳有訓邀請,趙忠堯前往中央大學擔任物理系主任,1946年,被薩本棟推薦去參觀美國在太平洋比基尼群島中的原子彈實驗,并委托他去美國采購核物理研究用的器材,同年,為了在中國建立核科學的實驗基地,前往麻省理工學院學習靜電加速器發電部分和加速管的制造,1947年,進入卡內基地磁研究所學習離子源技術,同年,回到麻省理工學院落實加速器部件的加工,期間還參加宇宙線研究,在美國《物理評論》發表了《混合宇宙線簇射》等論文,1948年,結束采購任務,等待回國參與和平建設,并當選中央研究院院士,1949年,趙忠堯在加州理工學院參與了靜電加速器上進行的核反應實驗,并先后完成了《轟擊皺所產生的高能γ射線》,《質子轟擊所產生的低能α粒子》和《質子轟擊氟所產生的α粒子和γ射線的角分布》三篇重要論文,就發表于美國《物理評論》雜志。

1949年10月1日,新中國宣告成立,趙忠堯著手做回國準備。此時中美的直接通航已經中斷,只能取道香港特別行政區。1950年3月,趙忠堯正式辦理回國的手續,8月,終于登上了著名的威爾遜總統號,從洛杉磯啟程回國,跟他同行的還有鄧稼先葉篤正等一百多位中國留美學者,美國聯邦調查局特工以違反出口法為由扣留了一批趙忠堯所帶的公開出版的物理書刊,但趙忠堯本人因為提前把重要器材都托運回國而得以脫身,之后,美國軍隊最高司令部連發三道追截令,要把趙忠堯攔下來,9月12日,船經過日本橫濱時,趙忠堯、羅時鈞沈善炯被美方一同關押進了日本的巢鴨軍事監獄,10月28日,美國當局將趙忠堯放出,11月15日,在中國政府積極營救和國際科學界的聲援下,趙忠堯經香港回到中國大陸。

1951年1月,中國科學院院長郭沫若為趙忠堯主持了歡迎宴會,李四光、竺可楨吳有訓裴文中錢三強等著名科學家參加,趙忠堯動情的表明了自己為新中國的科學發展出力的愿望,同年,趙忠堯加入了中國科學院近代物理研究所的創建工作,主持建立了核物理研究室,并任第一組組長,1953年,近代物理研究所更名為物理研究所,1954年,擔任第一屆全國人民代表大會代表,1955年,當選為中國科學院數理化學部委員(院士),3月,參加中國政府代表團赴蘇聯談判,利用從美國帶回的部件,主持裝配完成的中國第一臺70萬伏質子靜電加速器,并進行了原子核反應的研究,為中國核物理、加速器和真空技術、離子源技術的研究打下了基礎,1956年,任中國科學院物理研究所副所長,1958年,任原子能研究所副所長,主持建成200萬伏高氣壓型質子靜電加速器,主持建立起中國科技大學第一個專業實驗室,制定了原子核物理和原子核工程系的專業課程、教學大綱和科研方針,邀請了嚴濟慈、彭桓武張文裕等一流專家任教,開設了β譜儀、氣泡室、γ共振散射、穆斯堡爾效應、核反應等較先進的實驗,并親自講授原子核反應專業課,1964年起,當選為第三、四、五、六屆全國人民代表大會常務委員會委員,文革期間,趙忠堯曾因“特嫌”被隔離審查,1972年,參與高能物理研究所的籌建工作,1973年,中國科學院高能物理研究所成立后,擔任高能物理研究所副所長,并主管實驗物理部的工作。

患病與逝世

1998年5月28日下午15時55分,中國科學院院士趙忠堯先生因病逝世,享年96歲。

社會任職

主要成就

科研成果

反常吸收和特殊輻射:1929年,為驗證菲利克斯·克萊因仁科公式是否能正確用于計算康普頓散射吸收系數,趙忠堯開始測量不同物質對于硬 γ 射線的吸收系數,用ThC″ 所放出的能量為2.65 MeV 的硬 γ 射線作為放射源,探測器用高氣壓電離室和真空靜電計進行測量,以水、鋁、銅、鋅、錫等六種物質作為吸收體,當他將測量的結果與克萊因-仁科公式相比較時,發現只有輕元素對于硬γ 射線的吸收才符合公式的預言,而硬γ 射線通過重元素(比如鉛)時,所測得的吸收系數比公式的結果大了約40%,他將這類不符合公式的吸收現象稱為“反常吸收”,1930年,為觀測重元素對硬 γ 射線的散射現象,9月實驗結束后,首先觀察到硬γ射線在鉛中引起的一種特殊輻射,趙忠堯發現的硬γ射線通過重物質時產生的反常吸收和特殊輻射,實際上是正負電子對的產生和“湮滅”過程的最早實驗證據,這是人類歷史上第一次觀測到了直接由反物質產生和“湮滅”所造成的現象。他于1930年首次發現正電子的存在,是人類物理學史上第一個發現反物質的科學家,其觀測到的正、負電子湮滅輻射比卡爾·戴維·安德森發現正電子徑跡早兩年。

加速器:1950年,趙忠堯回國后開始領導加速器的建設,1955年,趙忠堯利用他帶回的靜電加速器的絕緣支柱,主持建造了中國第一臺70萬伏質子靜電加速器,1958年,建成了200萬伏高氣壓型的質子靜電加速器,由于加速管和真空部件質量好,所封接的加速管用了20多年,并在其上取得一系列核反應研究成果,同年,向蘇聯訂購的回旋加速器建成后,開展了質子彈性散射、氘核削裂反應等研究。

工業救國

長城牌鉛筆:1936年,張大煜、趙忠堯、劉云浦、施汝為籌集資金大洋2000余元,以及嚴濟慈先后兩次所籌500元,從德國進口了制芯機,準備在北平市建廠生產,1937年,由于盧溝橋事變爆發,南遷上海市,并將廠名定為“長城鉛筆廠”,1956年1月,長城鉛筆廠并入中國鉛筆一廠。

學術論文

趙忠堯發生學術論文眾多,綜合期刊水平,在《趙忠堯論文選集》中選取以下15篇學術論文:

出版著作

榮譽獎項

個人榮譽

人才培養

1931年,趙忠堯任清華大學物理系教授及物理系主任,開設了中國第一門核物理課程,組織建立了中國第一個核物理實驗室,1937年,任云南大學教授,1938年,任國立西南聯合大學教授,1945年,受吳有訓邀請,任中央大學物理系主任,1958年,負責籌建中國科學技術大學原子核物理和原子核工程系(后改名為近代物理系)并擔任系主任,主持建立起中國科技大學第一個專業實驗室,制定了原子核物理和原子核工程系的專業課程、教學大綱和科研方針,邀請了嚴濟慈、彭桓武張文裕等一流專家任教,開設了β譜儀、氣泡室、γ共振散射、穆斯堡爾效應、核反應等較先進的實驗,并親自講授原子核反應專業課。

趙忠堯先后培養了眾多物理學家,其中李政道楊振寧獲得諾貝爾物理學獎王淦昌趙九章彭桓武錢三強王大珩陳芳允朱光亞鄧稼先被授予兩彈一星獎章。如諾貝爾獎獲得者李政道所言:“凡是從20世紀30年代到20世紀末在國內成長的物理學家,都是經過趙老師的培養,受過趙老師的教育和啟發的。”1995年10月,趙忠堯將何梁何利基金委員會所獎勵的10萬港元獎金全部捐獻給了中科院數學物理學部,作為科學基金,獎勵北京大學清華大學云南大學、中國科技大學、東南大學的物理系二年級優秀學生,此外,“趙忠堯獎學金基金會”的評審由中國科學院院士與五個大學物理系的系主任組成,每年評選一次,每校各評出一名,2008年,中國科學技術大學舉行“中國科大趙忠堯獎學金”簽字儀式,儀式在近代物理系辦公樓210會議室舉行。

軼事

監獄學習

1950年8月,趙忠堯乘威爾遜總統號到達日本橫濱時,趙忠堯、羅時鈞沈善炯被美方一同關押進了日本的巢鴨軍事監獄,在監獄的空閑中,與一位同住的懂日語的中國難友學習日文,直到11月15日,在中國政府與國際科學界的幫助下,才經香港回到了中國大陸。

評議論文

趙忠堯在進行博士答辯時,密立根教授還記著趙忠堯挑剔論文題目的事,在評議論文時,還在教授們面前講我的笑話,說:“這個人不知天高地厚,我那時給他這個題目,他還說要考慮考慮。”

步行運鐳

1937年,盧溝橋事變后,北平市淪陷,清華大學已遷往湖南長沙,趙忠堯在北平清華實驗室取出自己學成歸國時盧瑟福贈送的50毫克放射性實驗鐳后,步行前往湖南長沙,為躲避盤查,身穿乞丐衣服,將鐳放置在腌咸菜罐中,一個月后才抵達湖南長沙,見到梅貽琦校長。

錯失諾貝爾獎

1936年,瑞典皇家科學院決定對發現正電子這項舉世矚目的研究成果授予諾貝爾物理學獎,趙忠堯未在獲獎名單,諾貝爾物理獎評審會上因兩組學者錯的實驗結果和勃萊克特、奧恰里尼兩位科學家引文錯誤的消極影響而未授予趙忠堯諾貝爾物理學獎,當年的獲獎者安德遜教授也曾在1983年出版的一本著作中公開表示自己是在趙忠堯的發現中得到了啟發,導致了正電子的發現。

影響與評價

趙忠堯第一次發現了正電子的存在,他是人類物理學史上第一個發現反物質的科學家。他觀測到的正、負電子湮滅輻射比后來安德森看到的正電子徑跡早兩年。趙忠堯的研究成果為研制正負電子對撞機提供了理論基礎,同時也奠定了他在世界物理學界的地位。

1979年,趙忠堯在前往德國出席物理學會議時,諾貝爾物理學獎獲得者丁肇中曾向其他科學家介紹說:“這位是物理學界前輩趙忠堯先生,他就是正負電子產生和湮滅過程的最早發現者,沒有他的發現就沒有現在的正負電子對撞機。”諾貝爾物理獎得主李政道曾說:“ 趙老師本來應該是第一個獲諾貝爾物理學獎的中國人,只是由于當時別人的錯誤把趙老師的光榮埋沒了。”中國科學院院士錢偉長曾說過:“我的老師趙忠堯教授是中國原子能之父。抗戰勝利后,他到美國進修,湊錢,想法購買原子能儀器帶回來,可是美國人不讓他回來,百般阻撓。他曾繞道日本……才回到祖國。只有這樣的愛國老師才能培養出那么多優秀人才。”

諾貝爾物理獎評審委員會主席埃克斯彭曾在留言中寫道:“我遇到了一位創造了偉大歷史記錄的人,即趙忠堯教授,他幾乎在1930年就發現了正電子,是在安德遜(1932年)之前。”2002年,葉銘漢院士在趙忠堯先生誕辰100周年紀念會賀電中稱贊道:“培養了我國幾代核物理、粒子物理學家,是‘兩彈一星’元勛王淦昌趙九章彭桓武錢三強王大珩陳芳允朱光亞鄧稼先的老師。”張煥喬院士回憶道:“趙老師一生為我們樹立了光輝的榜樣,我們要學習他的愛國主義精神和敬業精神,我們深信,趙老師的光輝形象和偉大業績將永載人類史冊。”

1998年5月28日,中國科學院學部主席團所發的唁函稱贊他:“銳意進取,嚴謹治學,赤忱愛國,正直剛毅,艱苦樸素,德高望重,為祖國的社會主義事業做出了可貴的貢獻。”

后世紀念

趙忠堯紀念館:2000 年9 月15 日,趙忠堯教授紀念館在中國科技大學隆重開館,全國人大常委會副委員長周光召、楊振寧及夫人杜致禮等為紀念館開館揭幕,楊振寧、李政道為紀念館題詞,丁肇中為紀念館題寫了館名,其中李政道以“一生研究,唯忠于科學;發現真理,揚堯天盛世。”作為給趙忠堯紀念館的題詞。

趙忠堯塑像:2008年7月6日,趙忠堯先生塑像揭幕儀式在中國科大近代物理系樓前隆重舉行,此外,紹興諸暨中學中有兩座趙忠堯塑像。

趙忠堯先生誕辰一百周年紀念活動:2002年6月4日,中國物理學會、中科院高能物理研究所、中國原子能科學研究院、中國科技大學在中國科學院高能物理研究所報告廳聯合舉行了隆重的紀念活動,該大會由高能物理所所長陳和生主持,此外,為了配合這次紀念活動,中國科學院高能物理研究所在網頁上制作了“紀念趙忠堯先生誕辰一百周年”特刊,并印發了刊有趙忠堯先生生平以及15幀趙忠堯先生珍貴照片的《趙忠堯先生誕辰一百周年紀念冊》。

趙忠堯先生誕辰120周年紀念展:2022年12月12日,中國科學技術大學在東區師生活動中心六樓博物館舉行“格物窮理德厚流光——趙忠堯先生誕辰120周年紀念展”揭幕儀式,紀念展展示了趙忠堯先生的成長軌跡、人生經歷和他在中國科大工作期間的主要辦學實踐,緬懷了他對中國核科學事業和教育事業的不朽功績。

參考資料 >

趙忠堯.中國工程院院士館.2023-02-04

撤縣設市 開創諸暨發展新紀元.諸暨網.2023-02-05

趙忠堯.中國科學院.2023-02-04

夏鼐與中央研究院第一屆院士選舉.清華校友總會.2023-02-04

歷史沿革.東南大學.2023-02-04

趙忠堯:我的回憶.清華校友總會.2023-02-04

趙忠堯:“大師們的老師”.中國科學院.2023-02-05

中國核物理研究和加速器建造事業開拓者趙忠堯.東南大學校史文化網.2025-05-29

趙忠堯——我國核物理研究的先驅者和奠基人之一 (1902— ).清華大學.2025-08-15

趙中堯.浙江省人民政府.2023-12-22

紀念趙忠堯先生.紀念趙忠堯先生誕辰120周年學術研討會.2023-02-05

周培源先生1989年為《趙忠堯論文選集》所寫序言.中國科學院高能物理研究所.2025-07-12

趙忠堯:“大師們的老師”.華夏經緯.2023-12-22

趙忠堯 .南京大學校史博物館、展覽館.2024-03-26

趙忠堯先生生平(1902-1998).中國科學院高能物理研究所.2023-02-05

與諾貝爾獎失之交臂的物理學家趙忠堯.清華校友總會.2023-02-06

趙忠堯:“大師們的老師”.中國科學院.2023-12-22

趙忠堯:中國核事業的先驅.中華全國歸國華僑聯合會.2023-02-05

核物理學家趙忠堯杰出的人生丨科學史 .中國科學院高能物理研究所.2023-02-05

諾貝爾獎的遺憾 ——獻給杰出的物理學家趙忠堯院士.中國科學院高能物理研究所.2023-02-05

“長城”牌鉛筆的歷史由來.九三學社中央委員會.2023-02-06

趙忠堯與中國科大的故事.中國科學技術大學檔案文博院.2023-02-06

大事記.中國物理學會.2023-02-06

大事記.中國物理學會.2023-02-06

從長城牌鉛筆到反物質 憶父親趙忠堯(趙維志).中國科學院高能物理研究所.2023-02-06

趙忠堯. 諸暨當代人物專題.2023-02-06

中國科大設立趙忠堯獎學金.中國科學院.2023-02-06

學黨史 悟思想|中國科學家的故事⒄:大師的老師——趙忠堯.揚州市科學技術協會.2023-02-06

他與諾獎擦肩而過.中國科普網.2025-06-11

趙忠堯:中國核物理事業的先驅者和奠基人.中國核學會.2023-02-06

2008年7月6日上午,趙忠堯先生塑像揭幕儀式在中國科大近代物理系樓前隆重舉行。.紀念趙忠堯先生誕辰120周年學術研討會.2023-02-06

隆重紀念趙忠堯先生誕辰一百周年.中國科學院高能物理研究所.2023-02-06

學校舉行趙忠堯先生誕辰120周年紀念展揭幕儀式.中國科大新聞網.2023-02-06

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