在中國物理學史上，他是一座豐碑！
在世界物理學史上，他也是一顆明星！
然而，他並沒有獲得應有的榮譽和名位，他一直是那樣孜孜不倦而又默默無聞，從不張揚表現自己，以至世人都不甚瞭解他對物理學所作出的劃時代貢獻和高尚的為人。
1998年5月28日，當他以96歲高齡辭別人世時，依然悄然無聲，他神情極其安詳，因為他深以自慰：“這一生一直在為祖國兢兢業業地工作，沒有謀取私利，沒有虛度光陰”，他對得起時代、對得起國家和人民！
他逝世後雖無特別的哀榮，他的遺體告別儀式也極其簡樸，但世界物理學界的鉅子對他的逝世異常震驚和悲痛。
傑出物理學家、諾貝爾獎得主李政道、楊振寧從大洋彼岸發來情真意切的唁電。
李政道的唁電說，趙老師發現正電子的工作，與安德遜的實驗同樣具有劃時代重要性，他的逝世是全世界科學界的極大損失！
楊振寧的唁電稱，趙老師所作的關於正負電子對之產生及湮沒的工作是世界第一流的，他誠樸的處世態度是我們的榜樣！
他是誰？他就是中國物理學界先驅者之一、中國科學院院士趙忠堯教授。
這個名字在物理學界是顯赫的，但是，由於他的最輝煌的貢獻鮮為人知，輿論從未大力宣傳他，所以中國今天的社會公眾，特別是年輕一代並不知道他。
為了讓歷史記住中華民族有這樣一位對物理學作出過輝煌貢獻的優秀子孫，為了向世人進一步證明中國人的智慧和才幹，為了告慰為人類作出傑出貢獻的物理學家的英靈，也為了讓年輕一代能為有趙忠堯這樣的傑出科學前輩而自豪，作為一個記者，筆者深感有責任把這位傑出科學家一生中最輝煌的那一頁追述出來，獻給讀者。
一個調換的實驗題，把趙忠堯推到了偉大發現的門口
本世紀20年代,已經是清華學堂本科教師的趙忠堯深深感到，中國的物理科學與西方國家的差距太大，這種差距如果不盡快縮小，中國就要永遠落後。幾經考慮，他決心出國留學。1927年，25歲的趙忠堯抱著振興中國科學的宏願，自費赴美國深造。
他考入了美國加州理工學院研究生部，師從著名物理學家密立根（R.A.Millikan）教授。富有經驗的密立根很快發現，趙忠堯，這位小個子中國青年，既聰明又用功，很有培養前途。他根據趙忠堯的預試成績，竭力向中華教育基金會推薦，讓趙忠堯享受獎學金。此後三年，趙忠堯每年都可領到1000美元科研補助金，於是，他把原來清華學堂發給的半費補貼轉讓給了其他同學。
密立根慧眼識才，但非常嚴厲。他開始給趙忠堯布置的博士論文是利用光學干涉儀作實驗的題目。負責實驗指導的教師告訴他，做這個題目的儀器已經準備好，如果能如實測量記錄光學干涉儀上圖紋的週年變化，兩年內就可獲得實驗結果並撰寫論文，憑這篇論文就可順利取得博士學位。趙忠堯聽了非但沒有高興，反而臉上掛起愁雲。他對這位指導老師說，我遠涉重洋來美國求學，只想多學科學技術，好回國報效祖國，能否取得學位並不是主要的。我想去找密立根教授，請他給我換一個難一點的、能學到更多本領的題目。實驗指導教師聽了頗為吃驚，勸趙忠堯千萬不要去找密立根教授，這樣會招來麻煩，其他教師和同學也都勸趙忠堯別去自找釘子碰。可是，趙忠堯有股子倔勁，他還是去找密立根教授。
密立根聽趙忠堯說要換個難一點的題目，這在他的教學生涯中還不曾遇到過，但他還是同意給趙忠堯另選題目。
過了些日子，密立根把趙忠堯叫到辦公室，對他說，你不是要求換個題目嗎？我想了很久，決定讓你做“硬γ射線通過物質時的吸收係數”這個題目。說到這裡，密立根注意地看著趙忠堯，他發現站在他面前的這個中國年輕人並未顯出高興之意，好像還不甚滿意。於是，密立根沉下臉，嚴肅地補了一句：“這個題目你再考慮一下。”趙忠堯心裡對這個題目的確不甚滿意，因為，在他看來，這個題目仍是屬於實驗觀測性質，還不是很過癮的難題。趙忠堯是個實在人，他根本沒有揣摹密立根教授的心理，便實話實說：“好，我考慮一下。”密立根教授本來心裡就有點氣，一聽趙忠堯說“再考慮一下”，便頗為不悅地說，這是個很有意思、也很重要的題目，我看你的成績能勝任這個題目，才把這個好題目派給你。你要是不想做就不做好了，不必再考慮了。趙忠堯這時才發現自己惹密立根教授生氣了，他很後悔當時“再考慮一下”的表態，馬上抱歉地說：我高興接受這個題目，並一定把它做好！
其實，在當時，雖然密立根教授認為這個題目很重要，但是，密立根和趙忠堯都沒有意識到，這個題目會把趙忠堯推到一個物理學偉大發現的門口。
趙忠堯開始做硬γ射線吸收係數的測量實驗。這項工作看起來就是一個實驗觀察、記錄、計算問題，實際上是個理論難題。當時，物理學界普遍認為，硬γ射線通過物質時的吸收，主要是自由電子的康普頓散射引起的，用於計算吸收係數的是剛剛問世的克萊因－仁科公式。密立根要求趙忠堯通過實驗測量數據，來驗證克萊因－仁科公式的正確性。
趙忠堯開始了實驗研究。這項工作艱苦而細緻。趙忠堯每天上午聽課，下午作實驗儀器準備，到晚上才能進行實驗測量。實驗規定，每半小時左右取一次數據，實驗往往需要通宵取數據，趙忠堯特地在實驗室裡放了一個鬧種來提醒自己及時操作儀器。
這個實驗研究做了一年多，當對實驗測量數據進行總結計算時，趙忠堯發現了很奇特的現象：硬γ射線通過輕元素時的散射是符合克萊因－仁科公式的，而當硬γ射線通過重元素，比如鉛時，所得的吸收係數比公式計算的結果大了約40％。趙忠堯既困惑又興奮，形成這種差異的原因是什麼呢？他一時無法回答，但他對自己的實驗操作、測量、計算十分自信。他認為，可以肯定，這個差異不是因操作誤差引起的，而是一種新的物理現象。於是，他很快把這項實驗研究的成果寫成了論文，並於1929年底，把論文交給了密立根教授。
奇怪的是密立根未作任何反應，他也感到不解：實驗結果怎麼同預期目標如此不相符呢？趙忠堯的實驗測量做得完全準確可靠嗎？兩三個月過去了，密立根依然未發表意見。趙忠堯有點急了，因為這個論文不通過或不發表就等於推遲了一個科學發現的報道，在科學競技場上，報道先後往往決定著一項研究的命運。這時，一位替密立根教授管理研究生工作的教授鮑恩（I.S.Bowen），看出了趙忠堯的焦急心情，他跑去對密立根教授說：“我對趙忠堯的實驗測量全過程很瞭解，從儀器操作、實驗設計到測量記錄和計算的全過程都進行得非常嚴謹，實驗結果是可靠的。”鮑恩的這番話消除了密立根對趙忠堯實驗可靠性的疑慮。他終於同意趙忠堯將論文送出發表。
1930年5月，美國《國家科學院院報》正式發表了趙忠堯的論文：《硬γ射線吸收係數測量》。趙忠堯在這篇論文中首先向世界宣佈，硬γ射線通過不同物質的吸收係數是有很大差異的，通過輕元素時的吸收係數較小，符合克萊因－仁科公式，而通過重元素時，吸收係數比克萊因－仁科公式計算結果高得多。趙忠堯的發現給物理學界提出了一個重要問題：硬γ射線對輕重元素吸收係數差異意味著什麼？就在趙忠堯從事這項開拓性實驗的同時，英國和德國的物理學家也在進行類似實驗測量。趙忠堯發表論文之後不久，有三個研究單位也分別得到了與趙忠堯實驗研究類似的結果，他們也都發現：硬γ射線在通過重元素時出現反常吸收，並推測這是由於原子核的作用所引起的。但是，無論如何，趙忠堯是最早的發現者！
趙忠堯提出並設計實驗，首先發現正負電子對的湮沒
趙忠堯是個出色的物理科學研究者，當他發現了硬γ射線通過輕重不同元素吸收係數差異極大的奇特現象後，一個新的研究目標已經在腦海中形成：要研究清楚硬γ射線與物質相互作用的機制！他決定做一個新的實驗，來觀測重元素對硬γ射線的散射現象。他把這個設想告訴了鮑恩教授，徵求他的意見。鮑恩對趙忠堯說：你完成了測量吸收係數的論文，評博士已經夠了。當然，如果要作進一步研究，也是很好的！趙忠堯見鮑恩並未否定自己的實驗設想，就高興地對他說：“我決定繼續研究，請先生能給予更多的指導。”
這時是1930年初，離趙忠堯畢業只有大半年時間。在這樣短的時間內，要完成一個開拓性的新實驗是非常困難的。不過，探求科學奧祕的強烈願望，給了趙忠堯巨大力量，他又夜以繼日地在實驗室幹開了。
實驗一開始就遇到了困難。按照趙忠堯的設計，實驗是在高氣壓電離室中進行，使用真空靜電計進行測量。當時，採用的真空靜電計是德國霍夫曼（Hoffmann）教授發明的一種新型真空靜電計，加州理工學院的工廠仿製了一批，這種靜電計中有一根極細的白金絲，是用包銀的白金絲拉制後，再用酸將外面的包銀腐蝕掉製成的。白金絲的上端通過一個焊點和電離室的中心電極相連，下端連接靜電計指針。趙忠堯接通電源後，奇怪的現象出現了：靜電計的指針在十幾分鍾後仍波動不穩定。趙忠堯仔細檢查了儀器和實驗操作過程，都沒發現問題，他只好跑去求教密立根教授，密立根教授來實驗室觀察後說，這種新產品我也沒用過，但是你必須解決這個問題！
趙忠堯和一起參加實驗的同學感到納悶了，密立根教授為什麼這樣回答我們呢？有的說，這是密立根教授存心考考我們解決問題的能力，趙忠堯則認為，密立根教授回答至少說明實驗研究的設計沒有問題，指針不穩定的問題經過努力是有可能解決的。
於是，趙忠堯就琢磨起來，他首先檢查是否是儀器周圍環境有振動，經過仔細檢查，可以排除環境振動干擾的因素，接著又採用強化固定的辦法來減輕和消除振動，最後乾脆用彈簧把靜電計的支架掛住，又把支架放在用四個網球支撐的平板上來減振，沒想到所有阻振、減振的辦法都毫無效果，靜電計指針依舊劇烈地擺動著！
趙忠堯不得不換個思路尋找問題，既然振動無法用物理的方法控制住，會不會是導電不良，電流不穩定引起的呢？趙忠堯在白金絲的焊點滴了一些導電的碳黑墨水，指針果然變得既穩定又靈活了。實驗測量的第一個難題終於解決了。
趙忠堯開始觀測重元素對硬γ射線散射現象。他選擇了重元素鉛為觀測對象，又用輕元素鋁作為比照對象。這項實驗觀測從春天開始，直到九月份才結束，趙忠堯醞釀很久的暑期旅行計劃只能告吹，但是，實驗觀測獲得的重要結果卻使他沉浸在無比歡悅之中。趙忠堯進行的這項實驗結果極為重要，他首次發現：伴隨著硬γ射線在重元素中的反常吸收，還存在一種從未見過的特殊輻射現象，這種輻射非常弱，要把它與很強的康普頓散射本底分開非常困難。趙忠堯考慮到，康普頓散射主要是在朝前方向，便決定在朝後的方向測量，結果獲得了清楚的特殊輻射的信息。趙忠堯還進一步測得，這種特殊輻射的能量為0.5兆電子伏，大約等於一個電子的質量，輻射角的分佈大致為各向同性。
趙忠堯把這個結果，很快撰寫成第二篇論文《硬γ射線的散射》，於1930年10月在美國《物理評論》雜誌發表。密立根教授看到學生獲得如此重要的研究成果，心中好不得意，好不喜歡。在進行博士論文答辯時，他當著教授們的面“譏笑”起趙忠堯來：“趙忠堯這個小夥子不知天高地厚，當初我讓他做這個題目，他還嫌題目太簡單，說要‘考慮考慮’吶！”教授們都知道密立根這番“譏笑”，既是為自己教出趙忠堯這樣的優秀學生而自豪，又是對趙忠堯表示一番疼愛。密立根話音剛落，教授們都哈哈大笑起來。
趙忠堯的實驗研究結果，特別是只有他一人測得輻射能量為0.5兆電子伏這個決定性的數據，引起了物理學界的重視。趙忠堯在加州理工學院的同學安德森（C.D.Anderson）就對此非常感興趣，在趙忠堯研究的啟示下，1932年，安德森在宇宙線的雲霧室照片上，觀察到了正電子的徑跡。此後，人們對反常吸收的特殊輻射才有了新的認識。
對這些實驗結果進一步分析，物理學家們終於認定，反常吸收是由於部分硬γ射線經過原子核附近時轉化為正負電子對，而趙忠堯首先獨自發現的特殊輻射則是一對正負電子湮沒輻射！也就是說，如果把人們已經發現的電子稱為負電子的話，趙忠堯及安德森則第一次發現了正電子的存在；如果把已經發現的負電子稱為物質的話，趙忠堯則是在世界物理學界第一個觀測到正反物質湮沒的人，因而他也是物理學史上第一個發現了反物質的物理學家。趙忠堯的發現意義是偉大的，他觀察到正負電子湮沒輻射，比安德森看到正電子徑跡，整整早兩年，他的研究成果，為狄拉克提出的粒子空穴理論，提供了第一個實驗驗證，為後來電子對撞機的研製提供了理論基礎。趙忠堯的發現也向世界證明了中國人的聰明才智，中華民族的優秀兒女在人類科技領域是有能力創造科學奇蹟的。
趙忠堯的研究方法是正確的，結果是確鑿的，正直的科學家們都為之歡欣。但是有些人在仿效趙忠堯進行的實驗時，並未做出趙忠堯的結果，這就引起了科學界對趙忠堯研究成果的認識不一。後來，布萊克特（P.M.S.Blackett）和奧基亞里尼(G.P.S.Occhialini)這兩位當時頗有影響的物理學家，在試圖對電子對湮沒這個重要科學發現進行評述時，同時引述了當時有關這個問題的三篇論文，他們是格雷（L.H.Gray）和塔蘭特（G.T.Tarrant）於1932年發表的論文，梅特納(L.Meitner)和赫布菲爾德(H.H.Hupfeld)1931年發表的論文,以及趙忠堯於1930年10月在美國《物理評論》發表的《硬γ射線的散射》的論文。引述者在註釋中，竟把趙忠堯1930年發表的論文，錯成了1931年。更有甚者，引述者據以立論的唯一依據是趙忠堯觀測到的輻射能量0.5兆電子伏這個關鍵成果，其他兩篇論文，一篇根本沒有觀測到輻射，另一篇觀測到的是負結果。對於這個區別，引述者並未說明，以致引起人們的誤解。現在，我們已無法、也無必要追究引述者何以發表這樣離奇的“系列錯誤”，但是，有影響的學者的這種錯誤在當時確實混淆了視聽，大大影響了科學界和社會輿論對趙忠堯重要研究成果的評價和認識。
正電子的發現獲諾貝爾獎，名單中沒有趙忠堯
1936年，瑞典皇家科學院決定對發現正電子這項舉世矚目的研究成果授予諾貝爾物理獎，但是，評獎揭曉時，獲獎者的名單中沒有1930年首先發現正負電子湮沒的趙忠堯的名字，只有1932年在雲室中觀測到正電子徑跡的安德森。
這是歷史的不公！對於這種不公，物理學界一直議論紛紛。
半個世紀過去了，當諾貝爾獎評審情況解密之後，這個不公之謎才得以解開。
首先，楊振寧和李炳安教授對原始文獻作了認真細緻的調查研究。以確鑿證據廓清了關於正電子發現有關研究的歷史本來面目，闡述了趙忠堯教授在這項研究中首創的和獨到的貢獻，使物理學界更多的科學家知道了這個歷史公案。
李政道教授也不遺餘力在各種場合，澄清這樁歷史公案，充分闡釋趙忠堯首先發現正電子的卓越功績。他還曾與前諾貝爾物理獎委員會主任埃克斯蓬(G.Ekspong)進行了溝通。據埃克斯蓬說，1936年的那次評審會也曾議論到趙忠堯在這項重大發現中所做的工作，但是，後來有兩組學者進行類似實驗時未獲得趙忠堯所發現的結果，因而評審會對趙忠堯實驗研究成果的科學可靠性發生疑問。後來查實情況證明，這兩位學者之所以未能做出趙忠堯所獲得的結果，一個是方法做錯了，另一位則是由於儀器的靈敏度不夠所致。
經許多科學家驗證，趙忠堯所進行的實驗研究方法是先進的，結果是正確可靠的。諾貝爾物理獎評審會上因兩個錯的實驗結果和布萊克特、奧基亞里尼兩位科學家引文錯誤的消極影響，而對趙忠堯的首創性實驗研究成果置疑，實在令人遺憾。
因發現正電子而獲諾貝爾獎的安德森，在1983年出版的一本著作中，公道地承認：當趙忠堯先生的實驗結果出來時，他正在做自己的學位論文實驗。他的辦公室與趙忠堯的辦公室正好相鄰，他對趙忠堯所做實驗的經過與結果十分清楚，並懷有極大興趣，他當時就意識到，趙忠堯先生的實驗已表明有未知的“新東西”存在。於是，他採用與趙忠堯不同的儀器，在有磁場的雲室中觀測硬γ射線與物質的作用，結果他不但觀測到了電子的徑跡，同時觀察到與此質量相當、方向相反的反物質——正電子的徑跡。安德森承認，他的實驗是直接在趙忠堯的實驗結果基礎上做出來的，並受到了趙忠堯實驗結果的直接啟發！
諾貝爾物理獎評審的歷史遺憾是無法彌補的，所幸的是，由於正直的科學家們的努力和主持公道，趙忠堯首先發現正電子的卓越科學功績，已經在世界物理學界得到認同，特別是埃克斯蓬1997年在他撰寫的一篇書評中坦誠地寫道：書中有一處令人不安的遺漏，在談到有關的重靶上高能（2.65兆電子伏）γ射線的反常吸收和輻射這個研究成果時，書中沒有提到中國的物理學家趙（忠堯），儘管他是最早發現硬γ射線反常吸收者之一，而且他還獨自首先發現了明顯的、向後的、多向同性的0.5兆電子伏射線輻射（後來被確認這就是正負電子湮沒產生的輻射）。
諾貝爾科學獎這樣崇高榮譽對任何一個科學家來說都是神聖的、夢寐以求的和極為難得的，趙忠堯卻因他人的過錯而與之失之交臂。但是，趙忠堯對此卻一直淡然處之，從安德森獲得諾貝爾獎後這幾十年裡，他從來不曾為此有過抱怨。1959年，他在向學生講課時，曾很客觀、很淡然地說起這個故事，但是，也絕不言及安德森在他的研究成果的基礎上，受他的研究啟發而進行實驗研究等情況。
趙忠堯始終樂觀豁達，“為祖國兢兢業業地工作”
半個世紀後，趙忠堯在《我的回憶》中說：“我對自己走過的道路重新進行了回顧與思考；唯一可以自慰的是，六十多年來，我一直在為祖國兢兢業業地工作，說老實話，做老實事，沒有謀取私利，而是為了人類謀幸福！”
這些樸素的語言，不僅吐露了趙忠堯高尚的人生觀，也是這位傑出學者一生為人處事的如實寫照。
他熱愛祖國，堅定不渝“為祖國兢兢業業地工作”，當新中國誕生後，他冒著巨大風險，把在國外設計、製造、購買的靜電加速器設備器件、技術資料帶回祖國，使剛剛誕生的人民共和國在1955年就有了第一臺700千電子伏的質子靜電加速器。他為此在歸國途中被日本當局扣壓，關進監獄達兩個月。後來，他又主持研製成2.5兆電子伏高氣壓質子靜電加速器，使我國較早地邁入了核物理研究行列，較早地培養起一批核物理研究人才，較早地躋身世界核大國之列！
人類社會情況非常複雜，功大有時未必名大，這種功與名反相關係同時代、社會和文明制度、價值觀、機遇、人際關係、當事者自身的追求、性格等都有關係。但是，人間正道是滄桑，時間和歷史是公正的，事物本來面目終會大白於天下。趙忠堯的功與名一直是反相關係，但是，事隔若干年後真相終於大白。筆者之所以向讀者追述趙忠堯生命中那最閃光的篇章，就是為了讓社會公眾能瞭解並記住趙忠堯為物理學所建立的卓越功勳。對趙忠堯說來，有沒有得諾貝爾獎，並不重要，歷史和人民的瞭解和理解，才是最珍貴、最令人欣慰的！
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