科學(xué)技術(shù)從來(lái)沒(méi)有像今天這樣深刻影響著(zhù)國家前途命運。新中國成立70年來(lái)，我國高溫超導研究實(shí)現了從“起步”“追趕”到“領(lǐng)跑”的跨越，這一切成績(jì)，都離不開(kāi)一個(gè)人——趙忠賢。
作為我國高溫超導研究的先驅之一，他在我國最早提出要探索高溫超導體，最早建議成立國家超導實(shí)驗室，兩次帶領(lǐng)團隊斬獲國家自然科學(xué)一等獎，引領(lǐng)我國高溫超導研究躋身世界前列。
今天，讓我們走進(jìn)趙忠賢的超導人生。
“超導研究突破的每一步，
中國人絕不能再落下，要走在前面”
《超導世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
高溫超導體，是指臨界溫度在40K（約-233℃）以上的超導體。物理學(xué)家麥克米蘭曾根據傳統理論計算斷定，超導體的轉變溫度一般不能超過(guò)40K（約-233℃），這個(gè)溫度也被稱(chēng)為“麥克米蘭極限”溫度。超導臨界溫度極低，廣泛應用受到限制，尋找高溫超導體至今仍是全世界科學(xué)家的夢(mèng)想。
1977年，趙忠賢在《物理》雜志上撰文，指出超導體的臨界溫度可以達到40—55K（約-233℃—-218℃），甚至在某些情況下可以達到80K（約-192℃）。這與傳統的“麥克米蘭極限”理論相悖，以致于當時(shí)不少人認為“趙忠賢膽子實(shí)在太大了”。
但趙忠賢說(shuō)：“超導研究突破的每一步，中國人絕不能再落下，要走在前面。”
《超導世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
1986年4月，瑞士科學(xué)家穆勒和柏諾茲發(fā)現鋇鑭銅氧化物在35K（約-238℃）時(shí)出現超導現象。9月底，趙忠賢看到這些論文后，敏銳察覺(jué)到，這可能是一個(gè)突破口。當時(shí)，美、日的實(shí)驗室也在搞這個(gè)研究，大家都明白，誰(shuí)能在這場(chǎng)超導大戰中拔得頭籌，誰(shuí)就能在高溫超導領(lǐng)域寫(xiě)下劃時(shí)代意義的一筆。
《超導世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
趙忠賢立刻組織團隊，開(kāi)始研究銅氧化物超導體。“當時(shí)干勁很足，但條件確實(shí)非常差，沒(méi)有樣品，我們自己繞個(gè)爐子燒。”沒(méi)有合用的設備，他淘來(lái)處理品自己改裝；有些設備老得連零件都買(mǎi)不到了，還一直作為項目組的基礎設備使用。趙忠賢和同事們不分晝夜地干，餓了就在實(shí)驗室煮個(gè)白面條，累了就輪流在椅子上打個(gè)盹。
如今已是南京大學(xué)物理學(xué)院教授的聞?；⒃谧x研究生時(shí)重復趙忠賢做過(guò)的實(shí)驗，發(fā)現測一條曲線(xiàn)要不休不眠兩天兩夜才能完成。“盯著(zhù)儀器上的表一個(gè)一個(gè)地記錄，不像現在都是計算機采集，計算機一劃就出來(lái)了。那時(shí)每變溫一次，要調一下氣壓、氣流，等溫度穩定了在表上讀數把它記錄下來(lái)。”他感慨，趙忠賢和團隊一窮二白起步，設備修了壞、壞了修，實(shí)在無(wú)法想象該有多難。
無(wú)數個(gè)深夜苦熬，終于迎來(lái)了希望的曙光！
“中國科技發(fā)展舉世矚目，最欣慰的是‘我奉獻了’”
1986年12月，趙忠賢與同事第一次在鑭鋇銅氧系統中，觀(guān)察到起始溫度為70K（約-203℃）的超導轉變跡象。
《超導世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
乘勝追擊！1987年2月19日深夜，趙忠賢在釔鋇銅氧化物中發(fā)現了臨界轉變溫度93K（約-180℃）的液氮溫區超導體，實(shí)驗結果可以重復。整個(gè)實(shí)驗小組都喜極而泣。此時(shí)，趙忠賢已經(jīng)48小時(shí)沒(méi)有睡覺(jué)。“這是一個(gè)世界級突破，從-268.8℃的液氦溫區提高到-196℃的液氮溫區，意味著(zhù)制冷難度和成本的大幅度降低，液氮的價(jià)格只有液氦的幾十分之一，可以像熱水瓶一樣打一瓶。”
《超導世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
1987年3月18日，正在紐約舉行的美國物理學(xué)會(huì )年會(huì )臨時(shí)增加了“高臨界溫度超導體專(zhuān)門(mén)會(huì )議”。會(huì )議報告從晚上19:30開(kāi)始，一直講到凌晨3:15，持續了7小時(shí)45分鐘。
趙忠賢是當晚報告人中最耀眼的科學(xué)家之一，他做了長(cháng)達20分鐘的報告，并在國際上首次公布液氮溫區超導體的元素組成：釔—鋇—銅—氧。
這也標志著(zhù)中國的高溫超導研究躋身世界前列。“我到酒店之后還有很多留學(xué)生找到我，他們說(shuō)在這樣的國際會(huì )議上能看到中國專(zhuān)家的身影，真的很激動(dòng)。”最終，因為將超導材料轉變溫度從液氦溫區提高到液氮溫區，趙忠賢于1989年問(wèn)鼎國家自然科學(xué)一等獎。
趙忠賢說(shuō)，他這一代，不僅目睹了“兩彈一星”的成就，還親歷了改革開(kāi)放40年來(lái)我國科學(xué)體系的建立。“中國科技發(fā)展舉世矚目，最欣慰的就是‘我奉獻了’”。
《超導世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
“熱的時(shí)候要堅持，冷的時(shí)候更要堅持”
20世紀90年代中后期，國內的高溫超導研究遇冷，不少研究人員轉向其他領(lǐng)域。但趙忠賢卻堅持要坐“冷板凳”，他說(shuō)，“熱的時(shí)候要堅持，冷的時(shí)候更要堅持。”他始終堅信，超導還會(huì )有突破！
趙忠賢在工作中。資料圖
時(shí)隔20余年，趙忠賢的名字再次震動(dòng)了世界物理學(xué)界，這一年他67歲。
2008年2月，日本研究組報道，在摻氟的鑭氧鐵砷化合物中，存在轉變溫度為26K（約-247℃）的超導電性。趙忠賢結合他的學(xué)術(shù)思路，認識到其中可能孕育著(zhù)新的突破。
很快，他帶領(lǐng)團隊發(fā)現50K（約-223℃）以上鐵基高溫超導體系列，并創(chuàng )造了55K（約-218℃）鐵基超導體轉變的紀錄。這一創(chuàng )造性的突破，標志著(zhù)人類(lèi)發(fā)現了新一類(lèi)的高溫超導體，超導技術(shù)將可以走向大規模開(kāi)發(fā)應用。
2014年初，趙忠賢等憑借鐵基高溫超導研究再次問(wèn)鼎國家自然科學(xué)一等獎。
趙忠賢（中）等五人獲獎合影。資料圖
“古代中國曾為人類(lèi)文明作出很多貢獻，
今日中國人依然有這個(gè)志氣和能力”
網(wǎng)友留言。資料圖
在今天從事高溫超導研究的年輕科學(xué)家們眼里，已經(jīng)年過(guò)古稀的趙忠賢對工作始終抱有一份啃硬骨頭的執著(zhù)和嚴謹，他既是良師，也是益友。
《超導世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
對于趙忠賢來(lái)說(shuō)，雖然已經(jīng)榮譽(yù)滿(mǎn)載，超導仍然是他孜孜以求的永恒主題，如今他的身邊已經(jīng)聚集起一支世界領(lǐng)先的高溫超導研究隊伍，他們共同為中國的高溫超導研究事業(yè)不斷鉆研著(zhù)、奮斗著(zhù)……（中國青年網(wǎng)記者 楊維瓊 李慧慧 實(shí)習記者 曹若鴻 綜合科普中國等）
