超導泰斗趙忠賢

余嘉

1月9日，國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂召開，國家最高科學技術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科學院中藥研究所的屠呦呦研究員。

中國科學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年畢業于中國科學技術大學技術物理系，隨即進入中國科學院物理研究所。1974～1975年在英國劍橋大學進修，1984～1986年在美國艾姆斯實驗室等地做訪問學者。現任研究員，1991年被評為中科院院士。

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

起跑：超導競賽拉開帷幕

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

1973年，經周總理批示，一批年輕學生和學者被派往國外學習，趙忠賢借此機會于1974年到英國劍橋大學進修，接觸到了世界超導研究最前沿。1975年回國后，趙忠賢于1976年開始“探索高臨界溫度超導體”，他開始擼起袖子干。沒有設備，趙忠賢就帶領團隊自己搭建實驗設備，從倉庫里領到的原料有的還是上世紀50年代公私合營工廠生產的。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，歐洲科學家柏德諾茲和繆勒發表了鑭-鋇-銅-氧體系可能存在35K超導的工作。趙忠賢敏銳地預感到研究銅氧化合物超導體是可行的，馬上帶領團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的陳立泉等合作，利用自己現搭建的反應爐和現改造的測量設備開展研究。

多少個不眠之夜，反反復復的試驗，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，他和團隊成員相互鼓勵：“別看現在這個樣品不超導，新的超導體很可能就誕生在下一個樣品中”。終于，1986年底，趙忠賢的團隊和國際上少數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以上的高溫超導體。一時間，世界物理學界為之震動，傳統理論的崩塌讓“北京的趙”多次出現在國際著名的科學刊物上。

與此同時，趙忠賢團隊還發現了70K的超導跡象，遺憾的是，這個跡象由于當時沒人能夠重復，實驗結果受到海外有些學者質疑。

經過反復思考試驗，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的，含有很多雜質，70K跡象的出現可能是雜質發揮了某種作用。

頂著巨大的壓力，趙忠賢并沒有放棄，他開始主動“引入雜質”。就在1987年2月19日深夜，他們團隊在鋇-釔-銅-氧中發現了臨界溫度93K的液氮溫區超導體！1987年2月24日，中國科學院數理學部舉行新聞發布會宣布了這一發現并在世界上首次公布了元素組成。

他成功了！趙忠賢等的發現在全世界范圍刮起了液氮溫區超導體的旋風。

成功：引發超導研究二次突破

1987年，世界性的超導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會3月會議。1100人的大廳里，擠進了3000多人，被高溫超導突破吸引來的物理學家擠滿了整個會場，狂熱的場面持續了7個多小時，報告一直繼續到早晨3點。

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

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

2008年，日本科學家發現在摻氟的鑭氧鐵砷材料中存在26K的超導性。隨即，中國科學家把超導臨界溫度提到高于傳統超導體的40K的理論極限。此后，趙忠賢又提出高壓合成結合輕稀土替代的方案，并率領團隊很快將超導臨界溫度又提高到50K以上，也創造了55K的鐵基超導體轉變溫度的世界紀錄，并保持至今。2014年初，時隔24年，趙忠賢等再次憑借高溫超導研究問鼎象征著中國基礎研究原始創新能力的國家自然科學一等獎。此前，這一獎項已經連續空缺3年。

趙忠賢的鐵基超導研究得到了國際上的高度評價。美國《科學》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的研究結果標志著在凝聚態物理領域，中國已經成為一個強國。”

執著：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合起來是最理想的選擇，而我恰巧很幸運。”趙忠賢說，“快樂在于每天都面對解決新問題的挑戰”。

科研之路艱難漫長，正因這些挑戰的快樂，他從不灰心、不放棄，總是滿懷希望。

當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。”

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，并駕馭自己的知識和能力去解決它。趙忠賢時常勉勵后輩，要有遠大的目標，更要腳踏實地去工作。“現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。”

在一窮二白、基礎薄弱的新中國開始了超導研究，半個世紀過去了，他作為我國自己培養的科學家的杰出代表，使高溫超導扎根中國，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，還不夠，他還培養和影響了一批優秀人才，將科學的火種繼續傳承，取得了世界領先的成績。

（責編：孫展）