超导物理学家赵忠贤

　　宣传片：

　　一种神奇的物理现象

　　一场激烈的科学竞赛

　　高深莫测的超导对我们究竟意味着什么

　　20年前傲立世界物理前沿的风云人物

　　能否在新的超导大战中续写辉煌

　　著名超导物理学家赵忠贤做客大家

　　开场白：1987年，瑞士科学家缪勒和德国科学家贝德诺兹因为在高温超导领域里的突出的贡献而获得了诺贝尔物理学奖，在接受媒体采访的时候呢，他们特意向远在中国的同行赵忠贤和他所领导的北京小组致意，感谢他们在这一领域所做出的突破性的贡献，他们之间的故事要从1987年3月一次不同寻常的会议说起。

　　解说：1987年3月18日晚上，纽约希尔顿酒店一间能容纳1100人的大厅里挤满了3000多名学者、研究生和记者，一场在世界范围内持续了几个月的超导竞赛迎来了它的巅峰时刻。这场场面狂热的会议整整持续了7小时45分钟，后来被称作“物理学界的伍德斯托克摇滚音乐节”，人们把它和1957年的美国物理学年会并称为二战后物理学界最大的两次震荡。在1957年那次会议中，华裔科学家杨振宁宣布的宇称不守恒理论为他和李政道赢得了当年的诺贝尔奖，而30年后的这一天，46岁的中国物理学家赵忠贤登上了主席台，成为当晚最耀眼的五位明星之一。那么，这究竟是怎样的一次会议，它为什么会如此激动人心？

　　访谈：

　　曲向东：那么为什么，就很难想象一个学术性的会议会有这么多人，3000多人参加？

　　赵忠贤：它主要这么热闹的原因就是因为这个瑞士的科学家缪勒和他的合作者贝德诺兹在铜氧化物中找到了超导性。找到超导性以后的话呢，一开始的时候呢，很多人不太相信，我应该算是，至少我们这个组吧，应该是比较早的，世界上最早的几个认识到它的工作重要性的小组，所以我们才抓紧了这个机遇来做这件事。那么这样的话呢，后来这个临界温度不断提高，一直到开会之前，已经提高到超过了液氮的温度，就是把空气中的氮变成液体这个温度。实际上相对于极低温，这就算高温了。所以大家觉得在物理上和应用上都有很大的前景、意义，所以很多人都转向来，不是做这个超导的人也转向做超导。所以文章出得多，成果出得多，结果出得多，那么才有这个会上，从原来的那种安排变成了以超导为主这么一个大会。

　　曲向东：当时这个会还并不是一个……

　　赵忠贤：它是美国物理学年会，每年一次。

　　曲向东：其实并不是关于超导的专门的会议。

　　赵忠贤：不是。但是就是1987年这次，它已经把别的声音都压倒了。

　　曲向东：超导夺权了。

　　赵忠贤：大家的兴趣都在这上面。因为这个机会多，能够发现的机会多，大家当时发现的、出现的成果也很多，所以在会议上报告也很多，想听完以后回去干的人也很多。

　　解说：当晚的五位特邀嘉宾分别来自瑞士、日本、美国和中国，他们代表着当时国际上研究成绩最为显著的五个小组，其中赵忠贤领导的北京小组由于首次公布了液氮温区的超导现象，在高温超导这个举世瞩目的新领域中，为中国人夺得了先发优势。

　　访谈：

　　曲向东：您记得当时这个会上，大家的发言有没有让您印象非常深刻的？

　　赵忠贤：我印象深刻倒不在会议上，是在会场上。因为会场上可以说，当时很多的中国的学生都早早到了会场，到了会场以后，他们占了比较好的位置，所以当时我做报告，我一看，好多都是中国人，尤其是留学生。我是觉得每个同学都非常地兴奋，除去对超导性本身兴奋之外，对于国内做了这些好的工作也非常兴奋。

　　曲向东：当时您做的这个超导方面的研究，已经是在世界上属于领先的这个位置上了？

　　赵忠贤：因为我不大愿意用“领先”这个词，我喜欢用“前沿”这个词。

　　曲向东：“前沿”。

　　赵忠贤：有的时候再加上个“漩涡”二字，就是说我在前沿，但又是漩涡。

　　曲向东：漩涡中心。

　　赵忠贤：漩涡就是说你有时候在中心，有时候在边上，有时候上去，也可能下来，你不可能永远都是第一个，对不对？我想这个比较合适。

　　解说：1911年，荷兰物理学家卡梅林•昂尼斯在实验过程中发现了一个神奇的现象：当温度降低到摄氏零下269.03度的时候，水银的电阻忽然不见了。（图示）大吃一惊的昂尼斯当时还并不知道，这个偶然的发现将使他成为1913年诺贝尔物理奖的获得者，也正是这个发现，在之后将近一个世纪的时间里，在物理界中开辟了一个引无数英雄竞折腰的新领域。昂尼斯将这个低温下的奇迹命名为：超导。

　　访谈：

　　曲向东：如果能够通俗地解释一下超导，您觉得怎么解释会让大家更容易接受呢？

　　赵忠贤：我想按照百科全书的说法就是某一种材料，这种材料在一定的温度下，它呢，电子可以进行无阻地流动，那这就是超导性。

　　曲向东：也就是电流在经过的时候没有任何的损耗。

　　赵忠贤：没有，电流没有任何损耗。对，这就是超导性。

　　曲向东：那它的结果是什么呢？

　　赵忠贤：结果，结果那就等于想象吧，那就是譬如说你拿它做一个磁体，这个磁体的话，本来你要保证这么强烈的磁场，你要一直通电流，那么我现在可以让，就是通了电流以后，把它通电流的地方给它封闭起来，那这样的话，让它有一个闭环。

　　曲向东：一个闭环。

　　赵忠贤：闭环以后呢这个电流就一直在里走，这磁场就一直保持那么高。

　　曲向东：电流就一直在这个，相当于在一个闭环里头转。它没有阻力，它不会消失。

　　赵忠贤：对。

　　曲向东：磁场也会一直存在着？

　　赵忠贤：一直存在着。

　　解说：这种神奇的物理现象曾被美国《商业周刊》誉为“比电灯泡和晶体管更为重要”，它的出现使得毫无损耗的电力传输成为可能，此外，超导体还具有另外一些奇妙的特性，比如对磁场的完全排斥和极度敏感，这使很多人从中看到了新的工业革命的曙光。问题在于，超导现象从被发现的那一刻起，就和极低的温度密不可分。

　　访谈：

　　曲向东：超导一般有很多概念，一般的老百姓听起来可能会比较困惑，比如说绝对温度。超导用的温度跟我们理解的温度是不一样的。

　　赵忠贤：譬如说现在我们习惯用摄氏度。

　　曲向东：摄氏度。

　　赵忠贤：摄氏度的零度也就是冰水混合物那一点，就是零度啊。

　　曲向东：对。

　　赵忠贤：这零度呢，就相当于绝对温度的273度。

　　曲向东：也就是说绝对温度相当于负的摄氏273度。

　　赵忠贤：对。

　　曲向东：零下273度。

　　赵忠贤：对。

　　曲向东：这个温度指的是什么呢，什么叫绝对温度呢？

　　赵忠贤：绝对温度等于就是死寂了，热寂，死寂了。就是说这个温度低到，到那儿已经任何的，就不可能比那再有再低的温度了，那就绝对的就是到底了。

　　曲向东：最早提出超导这个设想的时候，是指的是在这个温度之下吗？

　　赵忠贤：比那高几度。

　　解说：对于低温的要求在极大程度上限制了超导材料的应用，因此，探索具有高临界温度的超导体成为无数科学家追求的目标。但在超导发现之后将近四分之三个世纪的时间里，超导体的临界温度仅仅被提高了不到20度。对于赵忠贤这样的科学家来说，让超导现象在摄氏零上20度左右的室温状态下发生，是他们最遥远也是最美丽的梦想。

　　访谈：

　　赵忠贤：如果在室温下，就在咱们现在的温度下，譬如这个电阻一测量等于零了，它就是超导体了，那就等于它的用处就不得了了，包括你的电线也可以用它。

　　曲向东：对。

　　赵忠贤：甚至咱俩坐的沙发也可以用它：我做两个封闭的圈，这个圈上让它两个电流是相反的，我中间拿个布给它一套起来，那它不就是可以浮在那了嘛。

　　曲向东：跟磁悬浮一样是同极相斥。

　　赵忠贤：对。

　　曲向东：然后形成一个反的力。

　　赵忠贤：然后你怕它跑了，你就拿个布套一套，你往那一坐，就不用搞这么多东西了。

　　曲向东：就是沙发。

　　赵忠贤：对。

　　曲向东：噢，室温，如果是个室温超导材料的话，可以有这样的结果。

　　赵忠贤：可以这样。

　　曲向东：这是一般人很难想象的。

　　赵忠贤：不是，真要做出室温超导体来，人们可以用这种材料可以想象做出很多很多的东西。

　　曲向东：但是室温超导体能够实现吗？

　　赵忠贤：就没有一个成功的理论来预见这种材料找不到，也没有一个成功的理论预见这种材料一定能找到。所以应该说我自己相信，大自然赋给我们的事情，需要我们在利用、掌握这个规律的基础上，我想是能够不断地往前进的；另外也可能在宇宙的什么地方有，那我就不知道了。但总之来讲，我们觉得好像应该说是有可能，谁也没有想到从20几K，就是绝对温度20几K的超导体，一下子能够做到100多K，这个也没有想象到的。所以我对找到室温超导体是有信心的，但也许不在我这一代人里面，也许在下一代人里面，但我希望我们能够早点找到。

　　解说：出生于1941年的赵忠贤在大学时代第一次接触了超导，从此就陷进了这个高深莫测而又妙趣横生的低温世界。1974年，已经在中科院物理所从事了十年低温超导研究的赵忠贤赴英国剑桥大学进修，与国际同行的接触使他看到了差距，也成为他向高温超导领域迈进的转折点。在归国后的十余年时间里，他身边渐渐聚集了一批志同道合的人。

　　同期：

　　陈烈：我和赵忠贤当时是一个实验室，我们当时呢，虽然年龄不小了，40多岁了，但是大家还是希望能做一点事。所以大约从1986年开始，我们有几个人，有赵忠贤、我、陈庚华，有那么几个人，几乎每个星期大家在一块儿集会一到两次，讨论一些问题，有时候在一块儿吃一顿饭。总的思想来说，外边转了一圈，知道了不少事情，所以希望做一点事，所以有这么一个活动的形式。

　　解说：在1997年拍摄的电影《超导》当中，一支自称“低温俱乐部”的民间团队正是采取这样的活动形式进行着高温超导研究，从他们身上，我们不难看到“北京小组”的影子。不过，对超导的研究涉及多个学科，需要理论和实践各方面的人才协同合作，而在这个问题上，人缘不错的赵忠贤起到了很大的作用。

　　访谈：

　　陈烈：他呢，东北人，所以怎么说呢，就是说性格很开朗豁达，交的朋友很广，所以有能力在一定的时候，招这一批有相当好的专业素质的人员，在一起来做这件工作。就是说赵忠贤，就是他的人格魅力和特点在这个地方体现出来了。因为咱们的科研体制跟国外不一样，国外体制我是一个老板，这底下一批人是我招来的，我需要什么人，我有钱，请什么样人都可以；

　　而中国呢，大家都是老大，谁也不听谁的。你必须有一个人，有这种组织能力，有这么广泛的人脉关系，才能把大家组织在一起，做成一件事。

　　解说：在上世纪八十年代以前，曾经有很多科学家宣称发现了高温超导材料，却又无一得到证实，科学界已经厌倦了这种“狼来了”的把戏。因此1986年，当IBM苏黎世实验室的缪勒和贝德诺兹在摄氏零下243度左右发现超导现象的时候，他们只把论文发表在了一家没什么名气的小杂志上。幸运的是，有一些像赵忠贤这样的科学家注意到了这篇文章。

　　访谈：

　　赵忠贤：因为一开始的时候，就是说在瑞士的科学家他们发表了一篇文章，说在铜氧化合物里可能有30K的超导性。

　　曲向东：这是一个理论假设？

　　赵忠贤：不，实验。但是没有确定是零电阻，也没有测量有关的磁测量，但是它的名字就叫做“可能的超导性”。

　　曲向东：这个当时很多人，很多人不相信？

　　赵忠贤：对，很多人不相信。

　　曲向东：然而您相信这个原因，它也是基于自己心里的一种科学判断？

　　赵忠贤：科学判断。这个判断从哪来呢？不是凭空而来，是跟国内从1976年开始，我就一直

　　在组织探索高温超导体的会议，我是组织者。所以就是说这些人在一起开这个会的话呢，实际上在这个交流里面本身就给了我的积累，使得我判断这个东西，我相信他是对的，尽管很多实验室不相信他，但是我相信他是对的。相信与不相信本身并不能说明我们俩水平高低，但是相信本身是根据你前面的积累有关，而且你这个判断是判断对了。

　　曲向东：这个想法当时都是在瑞士科学家缪勒他们的这种工作的带动下？

　　赵忠贤：所以我认为他们是打开这个窗户的人，所以他们拿诺贝尔奖的话我认为是应该的，应该给他们。

　　曲向东：打开了这个窗户之后，马上就……

　　赵忠贤：大家就进去了嘛，我们只不过跳得早嘛，对不对。有的人不敢跳，是认为这里面可能不是好东西，他不愿意跳。那我们认为他是对的，所以我们早就跳进去了。

　　解说：1986年10月，赵忠贤和他的北京小组开始着手研究铜氧化合物的超导性，而和他们差不多同时出手的还有美国和日本的几个实验室，一场争分夺秒的竞赛由此展开。11月13日，东京大学实验室首次成功地证实了贝德诺兹和缪勒的成果，在此之后，各个实验室捷报频传，超导临界温度不断升高，而此时的赵忠贤他们却还在为紧缺的经费和落后的实验条件头痛不已，用来降温的液氦无法随时供应，他们手头的原料不仅奇缺，而且纯度不够。然而出人意料的是，一个意义重大的发现恰恰就埋伏在他们面前的困境当中。

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