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赵忠尧

赵忠尧人物照片

诸暨名人赵忠尧介绍

核物理学家
中国科学院院士、著名核物理学家

赵忠尧(1902年6月27日—1998年5月28日),浙江诸暨人,物理学家,中国核物理研究和加速器建造事业的开拓者。

1920年(民国九年)考入南京高等师范学校(南京大学前身), 1930年(民国十九年)获美国加州理工学院博士学位,1948年(民国三十七年)当选为中央研究院院士,1949年在美国加州理工学院进行原子核反应研究,1955年6月被聘为中国科学院院士。

赵忠尧主要从事核物理研究,特别是硬g射线与物质相互作用等方面的研究,主持建成中国第一、二台质子静电加速器,为在国内建立核物理实验基地作出了重要贡献。 赵忠尧第一次发现了正电子的存在,他是人类物理学史上第一个发现反物质的科学家。他观测到的正、负电子湮灭辐射比后来安德逊看到的正电子径迹早两年。赵忠尧的研究成果为研制正负电子对撞机提供了理论基础,同时也奠定了他在世界物理学界的地位。

1998年5月28日下午,赵忠尧因病逝世,享年96岁。

赵忠尧人物生平

1902年(清光绪二十八年)6月27日,赵忠尧出生于浙江省诸暨县。

1920年(民国九年),赵忠尧考入南京高等师范学校。

1924年(民国十三年),赵忠尧毕业后任国立东南大学助教。

1925年(民国十四年),赵忠尧从东南大学毕业后任清华大学助教。

1927年(民国十六年),赵忠尧赴美国加州理工学院学习,从师于诺贝尔奖金获得者密立根教授。

1929年(民国十八年)底,赵忠尧发现硬γ射线的高能量光子束,在通过重金属铅时出现了“反常吸收”现象。

1930年(民国十九年),赵忠尧获得博士学位,前往德国哈罗大学物理研究所工作。 9月赵忠尧发现与“异常吸收”同时存在的还有“额外散辐射”,又写出题为《硬γ射线的散射》的论文,发表在美国《物理评论》杂志上。

1931年(民国二十年)秋,赵忠尧到英国剑桥大学卡文迪许实验室,与原子核大师卢瑟福(E. Rutherford)一起工作。 同年底,赵忠尧回国后任清华大学物理系教授,边教书、边用盖革计数器进行γ射线、人工放射性和中子物理的研究工作,论文发表在中国的《物理导报》和英国的《自然》杂志上。卢瑟福在赵忠尧先生写的“硬γ射线与原子核的相互作用”论文前加了按语:“这一结果提供了‘正-负’电子对产生的又一证据。” 同年在中国首次开设核物理课程,并主持建立中国第一个核物理实验室。

1932年,安德森因发现正电子径迹获诺贝尔奖。人们认识到:赵忠尧是最早观察到正负电子对产生与湮没的人。

1937年(民国二十六年),抗日战争全面爆发,赵忠尧先生离开北平,先后到云南大学、西南联合大学和中央大学任教。

1946年(民国三十五年),赵忠尧受中华民国政府的委派,赴比基尼群岛参观美国的原子弹试验,之后赵忠尧又在美国麻省理工学院、加州理工学院等处进行核物理和宇宙线方面的研究。

1950年3月,赵忠尧正式办理回国的手续,8月底,赵忠尧从美国洛杉矶登上了“威尔逊总统号”起程回国了,但是受到美国联邦调查局的特务调查,9月12日船经日本横滨,拒绝了台湾当局驻日代表前来探监访问去台湾工作。11月28日,赵忠尧回到中国大陆。

1951年1月,赵忠尧教授抵达北京,政务院副总理兼文化教育委员会主任、中科院院长郭沫若亲自主持了有李四光、竺可桢、吴有训、钱三强等数十名科学家参加的欢迎宴会。

1958年,赵忠尧负责筹建中国科学技术大学近代物理系并任系主任。

1972年,赵忠尧参与高能物理研究所的筹建工作,还多次向有关部门提出了发展中国科学事业的许多具体建议。

1973年,高能物理研究所成立,赵忠尧恢复工作,担任副所长并主管实验物理部的工作。

1979年,赵忠尧先生代表中国科学界前往德国出席物理学会议,并进行参观访问。

1995年10月,何梁何利基金委员会奖给了赵忠尧10万港币的奖金,赵忠尧把它全部捐献给了中科院数学物理学部,作为科学基金,以奖励有成就的青年。

1998年5月28日下午15时55分,赵忠尧因病逝世,享年96岁。

赵忠尧主要成就

科研成就

科研综述

1929年赵忠尧和英、德的几位物理学家同时独立地发现了当硬γ射线通过重元素时,除了康普顿散射和光电效应引起的吸收外,还存在着反常吸收。为进一步研究反常吸收机制,赵忠尧开展了硬γ射线散射的研究,并首先观察到硬γ射线在铅中还会导致产生一种特殊辐射。这些结果先后发表在《硬γ线的吸收系数》和《硬γ线散射》的论文中。赵忠尧的这些工作,是正电子发现的先驱。二年后,他的同学安德逊(C. D. Anderson)发现正电子后,人们才认识到他发现的“反常吸收”,实际上是g线在物质中产生电子对的效应;而他发现的“特殊辐射”实际上是首次观察到正负电子对的湮灭辐射。 赵忠尧回国后参与中国科学院近代物理研究所的创建,利用他回国时带回的当时国内尚无条件制备的静电加速器部件和实验设备,先后于1955和1958年建成了中国最早的70万伏和200万伏高气压型的质子静电加速器,为中国核物理、加速器和真空技术、离子源技术的研究打下了基础,以静电加速器为基础,又主持建立了核物理实验室,具体领导和参加了核反应研究。

1945年,赵忠尧去加州理工学院和麻省理工学院进行核物理和宇宙线等方面的研究,赵忠尧在麻省理工学院物理系宇宙实验室进行“混合宇宙线簇射”等的研究,写了许多论文,如发表在美国“物理评论”上的“混合宇宙线簇射”等。

1946年春,赵忠尧回到加州理工学院,在核物理实验室参加了美国原子能委员会和海军部联合支持的核物理科学研究,研究的论文是“质子轰击F19时所产生的低能α粒子的研究”。这是当时世界核反应研究的前沿课题,赵忠尧先生在美国科学界的知名度已相当高了。

20世纪30年代,赵忠尧在美国进行的实验研究中首先发现:当硬g射线通过重元素时,存在着反常吸收,并产生一种特殊辐射。赵忠尧的这些工作,是正电子发现的先驱。

学术论著

序号

人员

作品

刊物

时间

1

赵忠尧

《硬γ射线吸收系数测量》

《美国国家科学院院报》

1930年5月

2

赵忠尧

《硬γ射线的散射》

美国《物理评论》杂志

1930年10月

3

赵忠尧

《硬γ射线与原子核的相互作用》

英国《自然》杂志

1931年

4

赵忠尧

《混合宇宙线簇射》

美国《物理评论》

1946年

5

赵忠尧

《质子轰击F19时所产生的低能α粒子的研究》

美国《物理评论》

1946年

人才培养

1931年,赵忠尧学成回国后到清华大学担任物理系教授。赵忠尧开设了中国首个核物理课程,主持建立了中国第一个核物理实验室。赵忠尧与他的老师叶企孙一起,还培养了一批后来为中国的原子能事业做出重要贡献的人才:王淦昌、彭桓武、钱三强、邓稼先、朱光亚、周光召、程开甲、唐孝威,诺贝尔物理奖得主杨振宁和李政道也都曾经受业于赵忠尧。

荣誉表彰

1995年获得何梁何利科学与技术进步奖 。

1955年,被选聘为中国科学院学部委员(院士)。

赵忠尧人物评价

赵忠尧在世界物理学家心中是实实在在的诺贝尔奖得主!(前诺贝尔物理学奖委员会主任爱克斯朋评

赵老师本来应该是第一个获诺贝尔物理学奖的中国人,只是由于当时别人的错误把赵老师的光荣埋没了。”“我们缅怀赵老师为近代物理学中量子力学的发展、为新中国科技教育事业所做的卓越贡献,以及他一生为人正直、忠于科学、潜心研究,朴素无华、实实在在的科学精神。”(诺贝尔奖获得者李政道

要不是赵教授在30年代对正负电子湮没发现做出的巨大贡献,他就是正负电子产生和湮灭过程的最早发现者,没有他的发现就没有现在的正负电子对撞机,也就没有今天的物理研究。(诺贝尔奖获得者丁肇中

赵忠尧先生以毕生精力从事科学和教育事业,为发展中国核物理和高能物理研究事业、为培养中国原子能事业、核物理和高能物理的实验研究人才作出的重大贡献,以及赵忠尧先生赤忱爱国,正直刚毅,艰苦朴素,一贯坚持实事求是、刻苦钻研的科学精神。(叶铭汉院士评

赵忠尧为发展中国核物理和高能物理研究事业、为培养中国原子能事业、核物理和高能物理的实验研究人才作出了重大贡献,是中国原子核物理、中子物理、加速器和宇宙线研究的先驱者和奠基人之一。(中国科学院高能物理研究所

赵忠尧先生赤忱爱国,正直刚毅,艰苦朴素,严谨治学,学问精深,德高望重,平易近人,深受同事和学生们的爱戴。(中国科学技术大学校长朱清时院士评

赵忠尧先生是享誉全球的杰出科学家,为中国核物理科学事业的发展、为培养核物理科学人才作出了重大贡献。(北京原子能研究院张焕乔院士评

赵忠尧先生以毕生精力从事科学和教育事业,为发展中国核物理和高能物理研究事业,为培养中国原子能事业、核物理和高能物理的实验研究人才做出了重大贡献,是中国原子核物理、中子物理、加速器和宇宙线研究的开拓者和奠基人之一。(中国科学技术大学评

赵忠尧后世纪念

2002年6月27日,赵忠尧先生诞辰一百周年纪念日,6月4日,赵忠尧先生生前工作过的中国物理学会、中科院高能物理研究所、中国原子能科学研究院、中国科技大学在高能所报告厅联合举行了隆重的纪念活动。

2008年7月6日上午,赵忠尧先生塑像揭幕仪式在中国科技大学近代物理系楼前隆重举行。 “中国科大赵忠尧奖学金”签字仪式在近代物理系办公楼210会议室举行。

赵忠尧补充介绍

  赵忠尧(1902——1998),核物理学家。1902年6月生于浙江省诸暨县。1920年考入南京高等师范学校数理化部,毕业后曾去浙江吴兴师范学校任教,半年后返回东南大学(1923年南京高等师范学校改建为东南大学),任物理助教并补修物理系课程。1925年东南大学毕业后,去清华大学任助教。

  1927年到美国,在加利福尼亚理工学院从师1923年诺贝尔物理学奖获得者R.A.密立根教授。密立根教授让赵忠尧测量硬γ射线通过各种物质时的吸收系数,以验证克莱因仁科公式的正确性。1929—1930年间,赵忠尧和英国剑桥大学卡文迪许实验室的塔兰特(C.T.P.Tarrant)、德国威廉化学研究所的迈特内(L.Meitnet)和霍普菲(H.M.Hupfeld)同时发现重元素对于硬γ射线有一种反常吸收。当时把硬γ射线被吸收的原因主要归结为康普顿效应,即入射光子的一部分与物质中的自由电子γ相碰撞,把一部分能量传递给电子,然后能量减少(波长增长)了的光子与入射方向成一定角度散射出来。康普顿效应总的结果是:在入射方向上γ射线的强度因吸收而减弱,同时在其他方向上形成散射辐射,散射辐射的波长随夹角变大而变大。这种效应是康普顿(A.H.Compton)在1923年研究X射线时发现的。计算这种吸收系数的公式则由克莱因(O.Klein)和仁科芳雄(Y.Nishina)根据狄拉克的相对论电子论刚刚推导出来。赵忠尧在测量这种硬γ射线在好几种物质中的吸收系数后发现,射线只在通过轻元素时吸收的情况才与公式相符,当通过重元素时,出现了反常现象,实际吸收量大于公式给出的量。这显示存在一种“反常吸收”。他将实验结果《硬γ射线的吸收系数》发表在《美国国家科学院院报》上。为了探索“反常吸收”的机制,他进一步进行硬γ射线被铅散射的实验,结果发现除了康普顿散射以外,从铅还放出一种”特殊辐射”。当时测定的这种特殊辐射的强度大致是各向同性的,并且每个光子的能量与一个电子质量的相当能量很接近。这一结果表明,γ射线在重元素中的特殊吸收不是由康普顿效应引起的,它揭示了一种新的反应机制。从对这些结果的分析中他断定反常吸收是原子核所引起的。赵忠尧又把这项实验结果《硬γ射线的散射》发表在美国《物理评论》杂志上。2年以后,C.D.A安德森在宇宙线的云室照片中发现正电子的径迹。人们才认识到上述的“反常吸收”是由于部分γ射线在原子核周围转化为正负电子偶,而特殊辐射则是正电子与负电子重新结合并转化为两个光子的湮没辐射。这种特殊辐射的发现是正电子发现的前奏,也是狄拉克电子论的实验论证中重要的一环。为此,安德森发现了正电子。而赵忠尧研究的硬γ射线通过重物质时产生的反常吸收和特殊辐射,事实上是正负电子对的产生和湮灭过程的最早的实验证据。这些结果是在安德森发现正电子前两年得到的。所以,赵忠尧实际上是最早观察到正负电子对产生的物理学家之一,又是最早观察到正负电子湮没现象的人。但赵忠尧本人当时不能仅凭他的实验结果得出存在正电子的结论,然而他的研究成果给他人以启发。正电子的发现者安德森于1983年出版的著作中就曾提到他受到赵忠尧实验结果启发的事实。此外,提出正负电子对产生和湮灭机制的意大利科学家欧查里尼(G.P.S.Occhjalini),在事隔50年之后也高度评价赵忠尧的研究成果对正电子研究工作的贡献。同样,赵忠尧的实验和狄拉克的方程,使人们认识到宇宙间存在着反物质。在往后的年代里,各种基本粒子的反粒子都被陆续发现。所以,1979年,丁肇中教授在西德同步辐射中心佩特拉加速器落成典礼上向与会的十多个国家上百名科学家介绍赵忠尧时说:“这位就是正负电子产生和湮灭的最早发现者:没有他的发现,就没有现在的正负电子对撞机。”

  1930年,赵忠尧在美国加利福尼亚理工学院获哲学博士学位。1931年,他访问英国,在剑桥大学卡文迪许实验室与核物理大师卢瑟福相见。1931年,“九·一八”事变后,为了实现科学救国的夙愿,年底回到清华大学任教,组建核物理实验室。期间,他曾利用盖革计数器进行γ射线、人工放射线和中子物理的研究工作。研究结果《硬γ射线与原子核的相互作用》与《Ag、RH、Br核中的中子共振能级的间距》两篇文章发表在英国《自然》杂志上,核物理大师卢瑟福在他的前一篇论文前加了按语,说这一实验结果提供了正负电子对产生的又一证据。

  1937年,“七·七事变”之后,赵忠尧不愿在日本人占领的地方做事,率先离开了北京。不久,清华、北大南迁,赵忠尧也随同迁到长沙。随后,清华大学又有再迁四川或云南的计划。此时,时任云南大学校长的熊庆来先生,申请得到一批中英庚款补助,多方聘请教师。赵忠尧就是在这时受聘到云南大学物理系进行研究和教学的。赵忠尧到校后,和傅承义老师一起吸收费米、维格纳、贝特(三位是以后的诺贝尔物理学奖得主)当时的研究成果,就银原子核中不同能量中子的共振吸收问题进行研究,获得成果并写成论文《银原子核中不同能量中子的共振吸收》,发表在1938年8月《云南大学学报》创刊号上。可见赵忠尧、傅承义的研究已处于当时核物理研究的前沿。

  赵忠尧到云南大学主要教授物理和数学。他平易近人,诲人不倦,认真负责的作风给学生留下深刻的印象。同时,他认为实验是物理学发展的源泉,所以十分强调学习实验技术和培养自己动手能力的重要性,深受师生的尊敬和爱戴。

  1938年秋,清华、北大、南开三所大学迁到昆明,在昆明组成西南联大,赵忠尧再回西南联大任教。赵忠尧虽然在云南大学任教的时间不长,但他对云南大学的发展作出了很大的贡献,为云南大学物理系尤其是核物理专业的发展奠定了基础。赵忠尧对云南大学也产生了深厚的感情。1995年10月他荣获香港“何梁何利基金科学与技术进步奖”后,将获得的10万元港币作为基金,以其利息作为奖学金,奖励他学习和工作过的五个大学:北京大学、清华大学、云南大学、中国科技大学、东南大学的物理系二年级优秀学生。“赵忠尧奖学金基金会”的评审由中国科学院院士与这五个大学物理系的系主任组成。每年评选一次,每校各评出一名。我校已有李祝莲、廖毅、赵智云等同学获得此殊荣。

  赵忠尧为人正直、纯朴,在工作、生活各个方面都坚持实事求是的原则。他在反右和“文革”中都受到冲击,不仅被视为“反动学术权威”,并以“特务嫌疑”之“罪名”被关进牛棚。但是,不论在什么环境下,他都一如既往地关注着世界科学的发展和中国的进步,直到1998年逝世。

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