昨天的文章講述了國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者,我國著名物理學(xué)家、超導(dǎo)專家、中國科學(xué)院趙忠賢研究員的學(xué)術(shù)生涯(一),本期繼續(xù)選取其傳文中主要學(xué)術(shù)生涯介紹中的后續(xù)部分,奉獻(xiàn)給讀者。 四、堅持不懈,梅開二度 對于趙忠賢在1987年初的高溫超導(dǎo)發(fā)現(xiàn)中所作出的基礎(chǔ)性和先驅(qū)性的貢獻(xiàn),國際和國內(nèi)科學(xué)界給予了他很多的榮譽,但他總是淡然面對個人所獲得的這些榮譽。他認(rèn)為,這些榮譽應(yīng)當(dāng)歸功于國家,歸功于集體,而他只是其中的一分子。與各種榮譽相比較,對未知世界的不斷探索才是他追求和享受的人生境界,正如他所說的:“對未知世界的探索是人類的一種本性,它使人向往、激動和年輕?!闭怯兄@樣一種理念,在1987年初的高溫超導(dǎo)發(fā)現(xiàn)之后,趙忠賢不僅一直堅持在科研第一線,而且還與同事們做出了新的貢獻(xiàn)。 1987年,為適應(yīng)國際超導(dǎo)研究的迅速發(fā)展,趙忠賢與其他科學(xué)家聯(lián)名向國務(wù)院建議成立國家超導(dǎo)研究開發(fā)中心和國家超導(dǎo)實驗室。1987年國家計委批準(zhǔn)在中科院物理研究所建立國家超導(dǎo)實驗室(后改為超導(dǎo)國家重點實驗室)。實驗室于1988年開始籌建,1991年4月通過驗收,列入國家重點實驗室管理系列。從1991年4月至2000年10月,趙忠賢擔(dān)任超導(dǎo)國家重點實驗室主任。 在他的領(lǐng)導(dǎo)下,實驗室積極承擔(dān)國家超導(dǎo)研究和攻關(guān)任務(wù),開展國際合作研究,并在新超導(dǎo)體材料的探索、高溫超導(dǎo)體物理性質(zhì)和超導(dǎo)電性機(jī)理研究及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)等方面,逐漸形成了自己的特色和主攻方向,達(dá)到了處于“國際前沿漩渦中”的水平(這是趙忠賢在實驗室評估過程發(fā)明的說法,他不同意,“國際領(lǐng)先”,“國際先進(jìn)”的分類。他認(rèn)為,科學(xué)的發(fā)展是由各國科學(xué)家在不斷地推動發(fā)展的。今天領(lǐng)先,明天可能被超越了。只要保持在前沿并不斷推陳出新就夠了。這就是處于“國際前沿漩渦之中”)。2000年,國家組織對國家重點實驗室評估,超導(dǎo)國家重點實驗室被評為優(yōu)。 在擔(dān)任國家超導(dǎo)實驗室主任期間,趙忠賢還擔(dān)任了“863”、“攀登”和“973”等國家科技計劃的專家組成員,并負(fù)責(zé)基礎(chǔ)方面的研究。 盡管承擔(dān)了科研管理工作,但趙忠賢始終堅持在科學(xué)研究的前沿。他和他的研究集體的研究工作在氧化物高溫超導(dǎo)體超導(dǎo)機(jī)理、新的高溫超導(dǎo)體探索、推動氧化高溫超導(dǎo)體的應(yīng)用等重要方向的研究,不斷做出新的貢獻(xiàn)。在他任職期間,非常注意給年輕人創(chuàng)造機(jī)會,使他們能有機(jī)會脫穎而出,包括盡可能地相對獨立地開展工作,參加國際交流,學(xué)術(shù)平等、寬松,加強與所內(nèi)外,國內(nèi)外的合作等。每位參加國際會議的人都要總結(jié)會議情況并給全室介紹。 良好的科研氛圍使他們持續(xù)獲得科研成果。1988年2月,他的團(tuán)隊研究生長出Bi系2212相單晶。與國內(nèi)外同行合作,在此單晶基礎(chǔ)上最早給出了一批物理及結(jié)構(gòu)方面的結(jié)果。在一次會議上,他與范海福同住一室,在聊天中找到了一個題目,即Bi系超導(dǎo)體的無公度調(diào)制問題。范先生是用直接法解無公度調(diào)制世界上唯一的專家。趙忠賢小組與范海福和李方華小組合作,給出了無公度調(diào)制的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),為電子不均勻性以及與機(jī)理的關(guān)系提供了重要數(shù)據(jù)。他們的部分工作在諾貝爾獎九十周年慶典的學(xué)術(shù)會議上作了報告。在超導(dǎo)機(jī)理和新材料探索研究的“相持”階段,他們與國內(nèi)外的學(xué)者合作也不斷取得進(jìn)展。他們對本征電子不均勻性問題的研究,從認(rèn)識這個問題之后開展研究,堅持了15年之久。與國外的學(xué)者合作,提出銅氧化合物超導(dǎo)體“魔數(shù)載流子”的概念和復(fù)合載流子模型等,該研究至今還在深入進(jìn)行。他們與斯坦福大學(xué)的合作研究獲得重要進(jìn)展。 對機(jī)理的研究有助于新超導(dǎo)體的探索。趙忠賢的團(tuán)隊一直側(cè)重從材料角度研究機(jī)理,同時不斷地探索新超導(dǎo)體,并特別是注重新工藝的引進(jìn)。他特別傾向高壓的合成,因為高壓帶來新的維度,會有很多的機(jī)會。 這時期,趙忠賢的團(tuán)隊在新材料探索方面研制出十幾種新材料,例如,他們用高壓合成出高臨界轉(zhuǎn)變溫度達(dá)115K的(Pr,Ca)Ba2Cu3O7(“123”相)超導(dǎo)體,創(chuàng)造了這一結(jié)構(gòu)超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度的最高紀(jì)錄。這些結(jié)果不僅為研究在高溫超導(dǎo)體中最為奇特的Pr-123相化合物的超導(dǎo)電性產(chǎn)生機(jī)理提供了重要信息,而且為應(yīng)用提供了可能。這一工作結(jié)果在2000年2月美國休斯敦召開的第六屆超導(dǎo)材料和機(jī)理國際大會上作特邀報告。 在大會有關(guān)超導(dǎo)材料的總結(jié)報告中指出,Pr0.5Ca0.5Ba2Cu3O7-δ115K超導(dǎo)體的合成是最近幾年超導(dǎo)材料研究的重要進(jìn)展之一。2001年,在MgB2超導(dǎo)體被發(fā)現(xiàn)后,趙忠賢小組在國際上較早地用高壓方法制備出了高質(zhì)量的MgB2塊材和MgCNi3材料,并對相關(guān)物理進(jìn)行了研究。趙忠賢堅持基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究相結(jié)合,努力推動高溫超導(dǎo)的應(yīng)用,在解決應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)問題方面作出了積極的貢獻(xiàn)。例如,20世紀(jì)90年代,他作為“863”計劃超導(dǎo)專家委員會成員,是中國高溫超導(dǎo)磁懸浮實驗車研究項目的責(zé)任專家,協(xié)助西安交通大學(xué)制成的高溫超導(dǎo)磁懸浮實驗車并在“863”成果展覽會上展出。 趙忠賢深愛超導(dǎo)事業(yè)。長期以來,他的團(tuán)隊與所內(nèi)外、國內(nèi)外的合作研究在不斷深入和取得進(jìn)展。例如,與化學(xué)所合作研究碳-60的問題,2000年作為成員獲國家自然科學(xué)獎二等獎(以中科院化學(xué)所為主)。在與薛其坤等同事的聊天中,根據(jù)他們在生長一維和二維金屬薄膜方面的特長(這方面他們是國際上極少數(shù)的幾個小組之一),趙忠賢建議把超導(dǎo)電性作為研究物理問題的切入點,與薛其坤、賈金鋒一起確定了研究“Pb膜的量子尺寸效應(yīng)問題”,解決了40年前理論預(yù)言的問題?;趯Ξ愘|(zhì)外延生長薄膜超導(dǎo)性研究所做出的貢獻(xiàn),趙忠賢作為成員獲2005年中科院杰出成就集體獎和2011年國家自然科學(xué)獎二等獎。 2008年,超導(dǎo)研究的新突破再次將世界的目光聚焦在國際超導(dǎo)領(lǐng)域,繼銅基超導(dǎo)材料之后,日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一類新的超導(dǎo)材料———鐵基超導(dǎo)材料。繼日本科學(xué)家之后,物理所的幾個小組和中國科大的陳仙輝研究組抓住機(jī)遇又取得了一批重要成果。 趙忠賢領(lǐng)導(dǎo)的研究組,基于他們自己觀察到的高壓下?lián)椒|氧鐵砷的臨界溫度隨壓力而提高現(xiàn)象,認(rèn)為臨界溫度還有較大的提升空間。趙忠賢提出用高壓合成和輕稀土替代。他們小組采用高壓合成的方法制備了一系列的新超導(dǎo)體:首先是合成出氟摻雜鐠氧鐵砷化合物并把超導(dǎo)臨界溫度提高到52K(零下221.15攝氏度),又合成出摻氟釹氧鐵砷超導(dǎo)材料和制備出無氟摻雜的超導(dǎo)系列。其中氟摻雜釤氧鐵砷化合物,其超導(dǎo)臨界溫度可進(jìn)一步提升至55K(零下218.15攝氏度),創(chuàng)造了紀(jì)錄。對此,瑞士的一位教授說,“趙的小組把鐵基超導(dǎo)體的臨界溫度Double了”。 在這場鐵基超導(dǎo)材料大發(fā)現(xiàn)中,中國科學(xué)家的表現(xiàn)又一次受到國際科技界的矚目。這次新的高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn),被美國《科學(xué)》雜志評議為2008年十大科技突破,其中指出,來自中國的4個小組用Pr和Sm代替La把臨界溫度提高到55K。美國《科學(xué)》雜志曾發(fā)表評論,指出:“新超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)把中國科學(xué)家推向國際前沿。”據(jù)科技部《基礎(chǔ)科學(xué)研究快報》消息,基于2009年前后的統(tǒng)計,國際物理學(xué)10篇熱點論文有4篇左右是中國科學(xué)家的論文,其中經(jīng)常出現(xiàn)的兩篇是趙忠賢小組的。目前,新的鐵基超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)又一次激發(fā)物理學(xué)界對高溫超導(dǎo)研究的熱情。鑒于對鐵基超導(dǎo)體研究的貢獻(xiàn),2009年趙忠賢與其他7位學(xué)者一起獲“求是”杰出科技成就集體獎;作為主要成員獲2013年國家自然科學(xué)獎一等獎。 五、追求超越,寄希望于青年 2009年求是基金會對4個小組的共8位學(xué)者頒發(fā)了“求是”杰出科技成就集體獎。頒獎后,楊振寧先生問趙忠賢,這里面你是年齡最大的吧。這其中有他過去的學(xué)生和博士后以及他們的學(xué)生。從1987年起,一批優(yōu)秀的學(xué)生選擇了超導(dǎo)專業(yè),他們畢業(yè)后,走向了全世界;其中一批優(yōu)秀的人才回國創(chuàng)業(yè),參與鐵基超導(dǎo)研究的就是其中的一小部分。 對于這次新超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn),趙忠賢在接受《科學(xué)時報》記者訪談時指出,它具有幾個方面的意義:一是開辟了一個新的領(lǐng)域。這個領(lǐng)域會帶來許多新的物理規(guī)律需要被認(rèn)識,規(guī)律認(rèn)識的過程將推動物理學(xué)科本身的發(fā)展,這是對全人類的貢獻(xiàn)。二是它含有潛在的應(yīng)用價值。對于潛在應(yīng)用價值需要有深刻認(rèn)識,我們參與其中將有利于在它可以投入實際應(yīng)用時,掌握核心技術(shù),這是對國家的貢獻(xiàn)。三是開闊了視野,從新的角度探索新超導(dǎo)體。 同時,趙忠賢特別強調(diào),超導(dǎo)研究已經(jīng)在中國扎了根。參與這次超導(dǎo)研究高潮并做出成績的,基本是25~40歲左右的年輕人,他們參與這個項目得到了多方面的鍛煉,不僅在科學(xué)上做出了優(yōu)異的成績,而且提高了創(chuàng)新能力。如果10年后再有這樣的機(jī)會,他們可能就是走在世界最前沿的一群人。這對于我們國家的科技發(fā)展具有意義。 20世紀(jì)80年代末以來,趙忠賢一直是超導(dǎo)領(lǐng)域國際上活躍的科學(xué)家之一。他在科學(xué)探索的道路上保持著年輕人的心態(tài),執(zhí)著地追求新的突破,期望有一天由中國人發(fā)現(xiàn)更適于應(yīng)用的,甚至室溫超導(dǎo)體,為人類的文明作出新的貢獻(xiàn)。 不僅如此,他對研究生和后備科研人員的培養(yǎng)始終不遺余力,積極培養(yǎng)和提攜青年人才,讓他們在科研的領(lǐng)導(dǎo)崗位上承擔(dān)重任。在他的培養(yǎng)和支持下,有一批年輕人成長起來并做出了優(yōu)異成績,成為學(xué)術(shù)帶頭人。他總是對年輕人抱以厚望,常常會因他們所取得的優(yōu)異成績激動不已,比如,他對參與鐵基超導(dǎo)體研究的80后所表現(xiàn)出的激情和不懈努力的精神所感動,他曾動情地說:“他們的表現(xiàn)非??蓯?,讓人感到振奮?!彼o他們十二個字的評價:“有激情、肯吃苦、能戰(zhàn)斗、可信賴。”由此不難看出,在趙忠賢的字典里,“超越自我”不只是自己超越自己,而且包含了年輕一代對老一代(包括他自己)的超越!他深情地說,“有優(yōu)秀的青年,就有光輝的未來”,“如果哪一天發(fā)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)體,應(yīng)該有中國人”。他認(rèn)為,“中華民族偉大復(fù)興將對人類文明做出新貢獻(xiàn)。探索高溫超導(dǎo)體及相關(guān)機(jī)理研究應(yīng)該是一個優(yōu)先的選擇。” 主要成果 趙忠賢一直從事低溫物理與超導(dǎo)電性研究。從1976年開始從事探索高溫超導(dǎo)體的研究,到目前為止已發(fā)表了400多篇論文。1987年2月他們集體獨立地發(fā)現(xiàn)了液氮溫度超導(dǎo)體,并首先向世界上公布了其化學(xué)成分Ba-Y-Cu-O,推動了世界性超導(dǎo)研究。2008年,他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組采用高壓合成方法首次通過Pr代替La將超導(dǎo)臨界溫度提高到50K以上,合成出系列的無氟的缺氧鐵基超導(dǎo)體,并將鐵基超導(dǎo)臨界溫度提高到55K的紀(jì)錄。 本文摘編自陳佳洱主編的《20世紀(jì)中國知名科學(xué)家學(xué)術(shù)成就概覽·物理學(xué)卷·第三分冊》一書中李真真撰寫的《趙忠賢》傳文部分內(nèi)容。內(nèi)容有刪減。 國家重點圖書出版規(guī)劃項目《20世紀(jì)中國知名科學(xué)家學(xué)術(shù)成就概覽》以紀(jì)傳文體記述中國20世紀(jì)在各學(xué)術(shù)專業(yè)領(lǐng)域取得突出成就的數(shù)千位華人科學(xué)技術(shù)和人文社會科學(xué)專家學(xué)者,展示他們的求學(xué)經(jīng)歷、學(xué)術(shù)成就、治學(xué)方略和價值觀念,彰顯他們?yōu)榇龠M(jìn)中國和世界科技發(fā)展、經(jīng)濟(jì)和社會進(jìn)步所作出的貢獻(xiàn)。 《20世紀(jì)中國知名科學(xué)家學(xué)術(shù)成就概覽·物理學(xué)卷》第三分冊,收錄了43位物理學(xué)家和教育家的傳文,卷末附學(xué)科發(fā)展大事記,與傳文兩相印照,從而反映出中國物理學(xué)科的百年發(fā)展脈絡(luò)。 材料人與科學(xué)出版社推出聯(lián)合薦書專題,持續(xù)向讀者推薦經(jīng)典材料專著,通過對書籍精選內(nèi)容的剖析拋磚引玉,如果您有優(yōu)質(zhì)書籍推薦,請聯(lián)系tougao@cailiaoren.com,您可以通過掃描下方二維碼直接購買此書。 |
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