赵忠尧，转身即核爆

“请戴上墨镜，在第一道闪光过去十秒之前，不要摘下墨镜或直视火球。”话毕，爆炸倒计时开始。

1946年，比基尼环礁，人类历史上第四颗原子弹将被引爆。爆炸中心20英里外，“潘敏娜”驱逐舰漂在太平洋上，甲板上站满了联合国原子能委员会代表。物理学家赵忠尧挤在人群中，等待一切发生。

巨响，火球，冲击波，蘑菇云，放射性尘埃重创爆心周围的靶舰。辐射蔓延开来，但20英里的距离，足以保护住赵忠尧。

核威胁近在眼前，达摩克利斯之剑悬于人类之上。

时至今日，我们仍然不知甲板上的赵忠尧在思考什么。

无法忽略的是，第四颗原子弹的成功爆炸，标志了因发展核武器而备受批评的十字路口行动阶段性完成，彼时连核物理研究都不曾有的中国也来到了十字路口。

观看结束后，赵忠尧没有随大部队登上回国的飞机，而是按与萨本栋教授所计划的，再度留在了美国。此行，赵忠尧的目标是为中国自主制造出一台加速器，以用于核物理研究。

1950年，几经波折，带着技术和部件的赵忠尧终于得以回国，开始大展手脚。

在随后的几年里，他用在美国费尽心血购置的器材，一点一点拼凑起了中国第一台700keV质子静电加速器；又从磨玻璃环、涂胶开始，在1958年“攒”出了一台2.5MeV高气压型质子静电加速器。

终于，中国有了自己的核物理实验设备，这是制造原子弹的重要一步。而后，曾主持建立中国第一座核物理实验室的赵忠尧，加入了共和国初期的原子核科学研究队伍，参与核反应的相关实验。

1964年，在新疆罗布泊荒漠，中国第一颗原子弹终于试爆成功。彼时的赵忠尧，正忙于为下一代物理人才奔走，落实中国科技大学“近代物理系”课程设置。而他多年前的学生王淦昌、钱三强、邓稼先、彭恒武等被后世称为“两弹一星”元勋的物理学家们，则长久地扎在核武器研制基地里，为此刻的爆炸欢呼。

但赵忠尧的人生并不是一来就与核直接相关。在最开始探索物理时，他是宇宙射线的研究者，是物理史上首个观测到正负电子湮灭的反物质发现者，是值得一个诺贝尔奖的物理学家。

他曾说：“一个人能做出多少事情，很大程度上是时代决定的。”所以哪怕诺贝尔奖委员会错误评估了其工作成绩，赵忠尧对此也不在乎，不申辩。在更长的时间维度里，他更加务实且坚韧，只求做成事，不问名。

正—负电子对湮灭

20世纪头30年，物理学界的新发现异常多。

玻尔提出“原子模型”与“互补理论”，与爱因斯坦来回交锋；海森堡的“矩阵力学”横空出世，而后与薛定谔的“波动力学”握手言和，被狄拉克与约旦证明两者在数学上等价；紧接着狄拉克又给出了狄拉克方程，在无意识的情况下，以理论计算的方式预言了反物质正电子的存在。

赵忠尧的故事，从这里开始。

狄拉克方程被提出的这一年，1928年，在美国加州理工学院读博的赵忠尧从密立根教授手中接过“硬伽马射线通过物质时的吸收系数”的论文题目。他用铊208作为辐射源，让其辐射出能量为2.65MeV的硬伽马射线分别穿过轻元素和重元素，以观测、计算吸收系数。

在当时的物理世界里，物理学家们普遍认可伽马射线通过物质时的吸收，是由康普顿散射所引起的。于是，他的这个实验，主要是为了检验刚问世的，用于描述康普顿散射的克莱因—仁科公式是否正确。

做实验从来不是一件简单的事。因实验室工作紧张，赵忠尧通常需要上午上课，下午准备实验仪器，夜晚通宵取数据。“为了保证半小时左右取一次数，不得不靠闹钟来提醒自己。”赵忠尧在小传中这么写道。

好在断断续续的睡眠最终换来了可靠的实验结果。

赵忠尧通常需要上午上课，下午准备实验仪器，夜晚通宵取数据。“为了保证半小时左右取一次数，不得不靠闹钟来提醒自己。”

当赵忠尧将实验结果与克莱因—仁科公式做比较时，发现：只有当硬伽马射线穿过轻元素时，实验结果才与公式相符合；当硬伽马射线穿过铅等重元素时，其吸收系数要比公式所给出的数值大出40%。

也就是说，当硬伽马射线穿过重元素时，会产生反常吸收。

但这个实验结果与密立根教授的预期不符。因担心实验结果有误，密里根教授并没有选择立即发表该论文。

这一搁置，就是两三个月。赵忠尧有些着急了，好在全程关注赵忠尧实验细节的光谱学家鲍文教授出面，向密立根教授保证了实验结果的可靠性，论文终于1930年5月在《美国国家科学学院院报》上发表出来。同时期，英国与德国的科学家也得出了类似的结果。

反常吸收的实验告一段落，博士毕业所需的成果已有，此时距离赵忠尧毕业只剩下大半年的时间。但赵忠尧止不住好奇心，想要继续探索硬伽马射线与物质相互作用的机制。

1930年春天，赵忠尧决定放手一搏，选定铝元素与铅元素作为轻、重元素的代表，开始比较两者的散射强度，以探测散射辐射的强度和角分布。

第二个实验开始，却没那么简单。设备不稳定，散射辐射比背景更弱，都可能导致实验失败。大胆、细心与耐心，以取消暑期旅行作为代价，最终让赵忠尧在9月测得了良好的实验结果。

结果显示，当硬伽马射线被铅散射时，除了康普顿散射，伴随着反常吸收还存在着一种特殊散射辐射。这种特殊散射辐射大致是同向各性的，波长为22X.U，即相当于0.5MeV的光量子。

这证明了硬伽马射线在重元素中所出现的反常吸收，并不是由康普顿效应所引起的，而是因为硬伽马射线与原子核发生作用产生了正负电子对。而此次实验首次发现的特殊散射辐射，正是一对正负电子湮灭并转化为一对光子的湮灭辐射。

这个实验结果是惊人的。

当年2月，奥本海默刚完成了论文《关于电子和质子理论》，其根据狄拉克方程正式在理论上提出，电子一定有一个质量相同的、带正电的对应物，即正电子。当时，泡利和玻尔都对这一假设持怀疑态度，而仅仅7个月后，赵忠尧便实际观测到了正—负电子对的产生与湮灭。

彼时，赵忠尧还与在隔壁实验室工作的安德逊谈到，应该在云室中做一次附加散射辐射实验。

1930年10月，赵忠尧把包含着这个结果的论文《硬伽马射线的散射》，发表在《物理评论》上。但这项开创性的工作，在当年并没有得到应有的重视。

因为在此后的一两年内，重复做这个高难度实验的物理学家都曾陷入失误，以至于得到混淆的实验结果。这些实验结果使得许多物理学家当时都没有意识到，赵忠尧的第二个实验已经实际发现了反物质正电子和电子湮灭。

不过，赵忠尧的附加散射辐射实验引起了安德逊的极大兴趣，为此安德逊开展了另外一个实验——在云雾室中研究ThC伽马射线与物质的作用，测量次级电子的能量分布。

1932年，安德逊在云雾室照片中发现了正电子径迹，正电子作为一种反物质才正式进入了物理学家们的视野范围。1933年，安德逊因此获得了诺贝尔奖，但赵忠尧的贡献却被掩在历史的烟尘之中。

50年后，1983年，杨振宁和李炳安决定擦亮赵忠尧的开创性成就。在搜集大量资料后，他们发表了论文《赵忠尧，电子对产生和湮灭》，澄清赵忠尧的发现乃是反常吸收方面研究的出发点，疏忽赵忠尧这一工作成绩是诺贝尔奖评奖工作的失误。

1933年，安德逊因此获得了诺贝尔奖，但赵忠尧的贡献却被掩在历史的烟尘之中。50年后，1983年，杨振宁和李炳安决定擦亮赵忠尧的开创性成就。

在这篇文章问世时，杨振宁与赵忠尧，或许会想起在西南联大共同度过的那些日子。

卖肥皂的物理学家

“老人，小孩，小狗和猴子在大风雪中挣扎着前进，他们决不能倒下去。”

1940年代的周末夜晚，还是西南联大学生的杨振宁坐在屋子里，给孩子们念出《苦儿流浪记》中的这句话。赵忠尧长女赵维志坐在当中，听得津津有味。

1937年，抗日战争爆发，赵维志五岁，随着父亲母亲从清华大学清华园西院31号南下逃亡，暂居在昆明的荨麻巷19号。当越来越多的知识分子因北平无法安身南迁到此，昆明多了一所大学西南联大，荨麻巷也因此改名为文化巷。

是的，在做出开创实验之后，赵忠尧并没有留在欧洲或者美国继续物理研究。在物理学新发现层出不穷的年代，国难砸在赵忠尧的心脏上。

于是，赵忠尧选择告别物理学前沿，告别卢瑟福教授，决意回国。走前，卢瑟福教授叮嘱他，回国后要通过政府或者实业家筹集经费，继续科研。

赵忠尧铭记于心。1931年冬天回国后，赵忠尧只做了三件事。教学、科研、创办国产工业，在赵忠尧心里，这三件事是唯一能够身体力行的报国救国路径。

救亡图存，是当时一切事务的大主题。

中国首个核物理课程和首个核物理实验室，出自赵忠尧之手。彼时，在北平的清华大学内，条件简陋，吴有训接过理学院院长的职位，赵忠尧、萨本栋、周培源等多位教授硬是撑起了物理系，无中生有般在各自的领域教学、科研。

赵忠尧从德国聘请来一位技工，自行制作小型云雾室、盖革计数器等实验设备，又从协和医院借来用过的氢管，当实验用放射源。在这样的环境下，赵忠尧仍然发出了若干论文，远在大洋彼岸的卢瑟福教授还为其论文写了按语。

“七七事变”前，赵忠尧还曾想过平民教育的道路。在河北定县农村，他目睹了贫苦、落后、缺少文化的民众，触动极大的赵忠尧更下定决心要改变这一切。

但想是一回事，做又是另一回事，没有经费，如何做？卢瑟福教授给过两条路子，一个是企业，一个是政府。两者，都离不开一个稳定且强大的国家。

“这对我以后参加办铅笔厂，为国家采购仪器、部件，加工设计等都是有影响的。”赵忠尧自述道。彼时，想要工业救国的赵忠尧还曾联合叶企孙教授，以及施汝为和张大煜等好友，拿出不多的工资积蓄，办了一个铅笔厂——这是后来的“中华牌”铅笔厂。

无论是科学救国，还是实业救国，事情本该艰难但还算顺畅地进行下去，直到“七七事变”爆发，一声又一声的轰炸警报在大陆上空盘旋。不过，烽火连天并不能阻止知识流动。

日军轰炸日趋频繁之时，西南联大员工迁居昆明郊外。原本天天步行前往西南联大执教的赵忠尧改骑了自行车，上午给学生们上普通物理，下午则带学生们做物理实验。

李政道曾说道：“凡是1930年代到20世纪末在国内成长的物理学家，都是经过赵老师的培养，受过赵老师的教育和启发的，赵老师也是我的物理学启蒙老师之一。”

1931年冬天回国后，赵忠尧只做了三件事。教学、科研、创办国产工业，在赵忠尧心里，这三件事是唯一能够身体力行的报国救国路径。