歷史不會忘記,特朗普叔父曾為中國核物理事業所做的貢獻_風聞
你变秃了也变强了-2022年奥林匹克杯获得者2019-05-22 20:31

(本文引自《核物理先驅:趙忠堯傳》一書,由禾幾日月整理發佈於公眾號“禾幾視角”)
一
1946年6月30日,美國繼在日本扔下原子彈後,在太平洋比基尼小島上又試爆了一顆原子彈。此時,在距該島爆炸中心25公里遠的“潘敏娜”號驅逐艦上,英、法、蘇、中四個同盟國的代表,也是第二次大戰勝利集團的盟友代表,應美國政府之邀正在觀“戰”,物理學家趙忠堯就是中國代表。
當其他國家的代表都情不自禁地為核爆炸的威力驚呼時,趙忠堯卻沉默不語,他在想中國什麼時候也能釋放出這樣巨大的能量?
這次演習完畢,觀摹代表都回到美國本土遊玩一番後,各自回國。美國國防部在機場卻發現歡送盟國參觀代表回國的隊伍中,惟獨少了中國代表趙忠堯,他上哪兒去了呢?
二
趙忠堯的“失蹤”並不神秘,他回到了自己的母校加州理工學院。趙忠堯此行,負有進一步接觸瞭解核爆炸核心技術的使命。當時中央研究院總十事、物理學家薩本棟讓他“滯留”美國儘可能多地瞭解美國在核物理方而的新進展,掌握核心技術,並設法購買核物理研究設備,薩本棟本人則留在國內籌款給他匯去。
趙忠堯趁參觀之機回到母校,他要充分利用這個優勢,對加速器的操作枱和零部件進行深入研究,迅速掌握加速器設計和製造的細節知識。
迴旋加速器的發明者,他的老師、諾貝爾物理獎得主密立根顯然知道趙忠堯此行的目的。但他十分讚賞趙忠堯的才智,也敬佩趙忠堯的愛國心。更何況,美國的核爆炸是建立在趙忠堯研究發現的基礎上。
為了讓趙忠堯在實驗室多研究一段時間,密立根聘他為自己的工作助手,特意安排他多接觸實驗設備和相關核心圖紙。
這時,薩本棟秘密匯來兩筆款項,一筆5萬美元,委託趙忠堯替中央研究院購買實驗設備,這件事他們在國內曾商談過,趙忠堯已答應辦理;另一筆7萬美元,委託他代為保管,供購買其他科研器材用。
這一點錢究竟能做多少事?當然,趙忠堯心中也很清楚。
薩本棟教授能從一心打內戰、腐敗不堪的國民黨政府那裏挖出這點經費,已經很難為他了。因此,趙忠堯深知此款來之不易,決心好好利用這筆錢。
三
我們知道,進行核物理實驗需要用能量很高的粒子轟擊原子核,引起核的嬗變,然後用儀器探測這些變化,從而推斷出核的結構和性質。這樣的粒子源有兩種,一種是從字宙空間飛來的天然粒子,叫宇宙射線;另一種是人工將帶電粒子加速,使它的能量提高到足以接近或擊入原子核,這種裝置就是加速器。
由於宇宙射線成分複雜(含有能量不同的各種粒子),粒子的數目又極少,要獲得一個有意義的實驗結果,常常要等待很長的時間。要進行大量的、有預期目標的實驗研究,就必須使用粒子加速器。
所以,趙忠堯認為,要在國內開展核物理研究,開始起碼應擁有一台加速器。當時,美國已着手興建幾十億電子伏的高能加速器。對此,趙忠堯不敢想象,即使是訂購一台完整的200萬電子伏的靜電加速器,也要40萬美元,而他手上卻只有區區5萬美元。
更何況,即便買到了,也拿不到出口許可證,無法運回中國,美國政府嚴禁此類尖端技術出口。但是,趙忠堯不甘心,他太想給貧弱、落後的中國裝一台加速器了。反覆斟酌後,趙忠堯決定採取唯一的辦法,就是將技術參數默背下來,爛熟於心,然後回國自己製造,而一些國內一時無法制造的精密部件則在美國秘密定製,然後再想方設法託運回去。
於是,趙忠堯決心自己設計一台規模較小但結構比較先進的高氣壓型靜電加速器。這樣只需要在美國購置國內買不到的器材和加工國內無法加工的部件,然後運回國內配置總裝。這樣,5萬美元或許夠了。
後來,趙忠堯在回憶文章中對此特別做了説明:
那時中央研究院的總幹事薩本棟先生籌了五萬美金託我在參觀完畢以後,買回一些研究核物理用的器材。因為錢數實在太少,完成這項任務是很難的事。
不過,有總比沒有好。而且,核物理在那時是一門新興的基礎學科,國家總是需要它的。所以我就答應在指定的財力範圍以內,以最經濟的辦法,購買一些對於學習原子核物理最有用的器材。
就當時情況,經濟的限制是壓倒一切的。全部的財力是準備用於購買核物理器材的五萬美金和以後託管購買其他學科器材的經費七萬美金。個人的生活費實報實銷,談不上薪給。
由於經費緊張,我在吃住方面儘量節省,每年開支兩千美金。這是很難與當時公派出國人員每年一萬美金的生活水平相比的。
此外,在個人控制下的還有回國的航空旅費和頭三個月出差費的餘數而已。
開展核物理研究,至少需要一台加速器。而當時訂購一台完整的200萬電子伏的靜電加速器要40萬美金以上。很明顯,在這樣的條件下,不可能購買任何完整的設備。
經與友人多次商討,唯可行的辦法是,自行設計一台加速器,購買國內難以買到的部件和其他少量的核物理器材。當然,這是條極為費力費時的路。
四
這時有人勸趙忠堯,到美國來一趟不容易,還是趁這麼好的機會多做一些研究工作為好,多出點成績。加速器不是他的本行,何必把時間和精力消耗在這麼一件出不了成果的事情上呢!
趙忠堯心裏非常清楚,朋友們的忠告是有道理的。然而,他卻不能接受。
一個人在國外做出成績,只能給自己帶來榮譽,對於提高中華民族的科學文化水平,對於國家的富強,作用並不大。他希望在國內建立起核科學的實驗基礎能在國內開展研究工作,培養人才。為此,個人做出一點犧牲也是值得的。
這樣,趙忠堯先到加州大學訪問了迴旋加速器的發明者勞倫斯(E·O· Lawrence),勞倫斯答應安排趙忠堯在自己的輻射實驗室工作。
事情定下來以後,趙忠堯又到加州理工學院拜訪了昔日的師友。他的老師、諾貝爾物理學獎得主密立根教授顯然知道趙忠堯的目的何在,他十分讚賞趙忠堯的才智,也敬佩趙忠堯的愛國心。更何況,美國的核事業是在趙忠堯的研究成果的基礎上發展起來的。
為了便於趙忠堯熟悉情況,使他能在實驗室多工作一段時間,密立根聘他為自己的工作助手,特意安排他多接觸實驗設備和相關核心圖紙。
這段時間,趙忠堯成了實驗室裏最勤奮的人,在完成科研項目的同時,他拼命掌握有關加速器製造的技術資料和零件參數。每天,他的工作時間都在16小時以上。
但是,趙忠堯還是一心想着要到勞倫斯教授的輻射實驗室去,於是,他辭去了導師那裏的工作。不料,僅僅才過了兩個多星期,當他再回到勞倫斯那裏時,事情變卦了。勞倫斯告訴他個不好的消息,美國原子能委員會正在清除它所管轄下的核物理實驗室的外籍科學家,因此,趙忠堯不能在這個實驗室工作。
趙忠堯沒有了落腳的地方,但是,搞加速器的心沒變,他開始尋找新的研究機構。
就這樣,趙忠堯開始了人生又一個重要的歷程,就是在美國科研機構“打工”的歷程:一方面開展科學研究,設計和蒐集加速器所需的部件和器材;另一方面還要解決自己開展研究的經費以及補貼生活費用。為了夢中的加速器,他東奔西跑,輾轉於美國各大科研機構,常常是累得筋疲力盡。那時,他的生活費一年只有2000美元,而當時的公派人員卻是1萬美元。瘦弱而堅強的趙忠堯只好一邊打工一邊搞科研,儘可能地節衣縮食,歷盡艱辛。
五
離開了加州,趙忠堯來到了麻省理工學院的所在地坎布里奇。
當時,趙忠堯瞭解到麻省理工學院的物理系正在裝置一台高氣壓型的質子靜電加速器,而加速器實驗室的領導人范德格拉夫(Van De Graaff)就是靜電加速器的發明人,而且與趙忠堯相識。
趙忠堯興奮異常,立即提出要求到該系實習,以便自主設主要部件。但是,不巧的是,當時,范德格拉夫教授正卧病在牀,無法接待趙忠堯,而代理的一位教授又不願意趙忠堯去學習加速器技術,但表示歡迎他去做科研工作。趙忠堯只好另想辦法。
離開麻省理工學院物理系,趙忠堯一心想着設計加速器,於是,又去聯繫該校的電機系的靜電加速器實驗室。
沒想到,**該實驗室主任屈潤普(John Trump)熱心而又和氣,十分支持趙忠堯的工作,併為他想了好多辦法。**就這樣,趙忠堯開始在麻省理工學院電機系靜電加速器實驗室學習靜電加速器發電部分和加速管的製造,並在那裏參考該實驗室的資料,設計一台能量為200萬電子伏的高氣壓型質子靜電加速器。
趙忠堯在這個實驗室裏和同事們關係很融洽,他在那裏學到了封接加速管技術等。他還幫助那裏的同行們做過一些減少加速管擊穿的實驗,很受大家歡迎。
屈潤普教授讓趙忠堯利用他們的資料,還介紹給他另一位專家,幫助解決問題,該專家還幫助趙忠堯做過一些具體的設計。當時,實驗室裏有一台舊的大氣型靜電加速器要拆掉,屈潤普教授對趙忠堯説,你們剛剛開始造加速器,也許可以利用它做初步的試驗,於是就將這台加速器作為廢料轉給了趙忠堯作試驗用。
趙忠堯對此非常感激,後來還建立了良好關係**。**
1986年我國原子能研究院從美國購買的串列式靜電加速器就是屈潤普教授他們的公司供應的。
六
麻省理工學院和哈佛大學相隔不遠,當時已有很多中國學者在這兩所著名的大學工作,如錢學森教授,林家翹教授,微波專家朱蘭成、任之恭教授和語言學老前輩趙元任教授等。這些學者常常在一起海闊天空地歡聚暢談,朱蘭成教授和趙元任教授家“座上客常滿”,是中國學者聚會的中心。
學者們在一起議論科學,但更多的是談論時政,都想着如何報效祖國,為祖國的強盛服務。趙忠堯在聚會中也是常發議論特別希望大家早些回國,趁抗戰勝利之機把國家弄上軌道。
然而,他們不過是一羣愛國學者,他們對政治既不瞭解又沒有影響力,眼看着國民黨政府又發動了全面內戰,儘快回國之説也就只好作罷。
趙忠堯在麻省理工學院電機系的靜電加速器實驗室待了半年。由於那裏當時不做離子源的工作,也沒有核物理研究工作,為了進一步學習離子源的技術,1947年春,趙忠堯轉去華盛頓卡內基地磁研究所訪問半年。
那裏有兩台質子靜電加速器和一台迴旋加速器在工作,學習的環境也很好。研究所的所長圖夫(Tuve)對待外籍科學家十分友好,他對趙忠堯説,你們不要太客氣,可以多在加速器上爬爬,弄弄設備。
在卡內基地磁研究所,趙忠堯遇到即將回國的畢德顯先生。趙忠堯挽留他多待半年,一起繼續靜電加速器的設計,並採購電子學及其他零星器材。畢德顯先生為人極為忠厚,工作踏實,他也曾在加州理工學院學習過,後來在一家無線電公司實驗室做研究工作,有豐富的電子技術方面的實踐經驗,對加速器的設計工作起了很大作用,尤其是在電子線路方面彌補了趙忠堯的不足。
此時,由於研究開展得比較順利,一些費用也逐步增加。趙忠堯請示了薩本棟教授,從代管的7萬美元中提出了2萬美元用來購買了一批電子器材和其他核物理實驗用的相關器材。
七
半年以後,質子靜電加速器的機械設計已經完成,要找工廠加工,而華盛頓地區這類工廠很少。為了尋覓廠家定製加速器部件,1947年冬天,趙忠堯又重返麻省理工學院,一方面在物理系的字宙射線研究室工作,開展混合宇宙射線簇射的研究,另方面就是為自己那台加速器的加工事宜奔忙。
趙忠堯對宇宙射線研究一直很有興趣,麻省理工學院物理系的宇宙射線研究室主任羅西(B·Rosi)人又很和氣,為人熱心,非常歡迎趙忠堯在他那裏工作。羅西教授是意大利人,他很瞭解趙忠堯的工作。1952年他的第一本專著《高能粒子》中就引用了不少趙忠堯拍的雲霧室照片。羅西教授專門撥了一個技師為趙忠堯焊接了八套供核物理實驗用的電子線路。
當時,在中國的物理工作者中間,懂得無線電技術的人還很少,為了用最新技術武裝中國的實驗室,趙忠堯還開始在這裏學習無線電方面的知識。
麻省理工學院離波士頓很近,那座古老的城市附近有一些小的加工廠,但要找到真正合適的工廠來製造趙忠堯設計的那台加速器的機械部分卻並不容易。好在當時他在聯繫定做加速器的各種部件,需要打聽情況時,麻省理工學院附近有好多朋友可以幫忙。
身處國外,由於有朋友幫忙這些難得的有利因素,趙忠堯就決定暫時留在麻省理工學院,直到結束採購器材的任務加速器上的機械設備都是特種型號,每種用量不大,加工精度要求又高,好的工廠很忙,不願接受這種吃力不討好的小加工。
趙忠堯為此奔走多日,有時一天要跑十幾處地方,最後聯繫到一個開價較為合理的製造飛機零件的加工廠。這樣,加速器運轉部分、絕緣柱及電極的製造總算有了着落。
與此同時,趙忠堯受中央大學的委託,定製了一個多板雲霧室,用來開展宇宙射線研究,並且買好了與此配套的照相設備。加上核物理實驗及電子學器材,都是從為中央研究院代管的7萬美元中支出的。
這段期間,趙忠堯曾在幾個加速器、宇宙射線實驗室義務工作,以換取學習與諮詢的方便。他的義務勞動也換得了一批代制的電子學儀器和其他零星器材,節約了購置設備的開支。製造和購買器材的工作前後花了整整兩年時間。
同時,在加工加速器部件等的過程中,趙忠堯還取得許多重要的研究成果。他將宇宙射線研究的成果寫成論文,名為《混合宇宙射線簇射》,發表在美國《物理評論》雜誌上。
實驗室主任羅西教授對趙忠堯的實驗結果很滿意,便建議他去看看他們的卡羅拉陀高山宇宙射線實驗室,由學校支付車旅費,作為酬勞。
1948年冬,趙忠堯離開了坎布里奇,參觀了幾個核物理實驗室和宇宙射線實驗室。
1948年冬季,趙忠堯結束了中央研究院委託的購買簡單的核物理實驗設備的任務,也結束了靜電加速器的準備工作,原來預計即可回國。
但那時國內戰局急劇變化,中國人民解放軍節節勝利,蔣介石軍隊全面潰敗和南京國民黨政府土崩瓦解的消息不斷傳到國外。瞭解這些消息後,趙忠堯非常興奮,因為長期以來他目睹了國民黨政府貪污腐敗的情況,對國民黨的統治早就不抱希望。而現在,一個新中國就要誕生了!
趙忠堯感到興奮,同時又在尋思:現在戰局的變化很大,不如待局勢穩定之後,回國參加和平建設。
因此,他決定暫不回國,等到新中國建立以後,再回國去,為新中國建設服務。
八
與此同時,趙忠堯還想到,那時核物理是戰爭中崛起的學科,個人對於加速器上的實驗亦沒有經驗,因此決定在美國再留些時間,多學些必要的實驗技術,以備隨時回國。
趙忠堯十餘年前曾在加州理工學院讀博士學位,有不少師友,因此與他們相商,在加州理工學院短期從事研究工作。這時,加州理工學院有兩台中等大小的靜電加速器,具備研究核反應所需要的重粒子和β譜儀,正適合他們初學的借鑑。於是,趙忠堯又在加州理工學院的開洛輻射實驗室工作了一年多。
1949年春天,趙忠堯來到當初求學過的加州理工學院,在核反應實驗室進行短期的核物理研究工作。他參加的研究計劃,是美國原子能委員會和海軍部聯合支持的核物理科學研究,雖然如此,但具體課題是純科學的。
當時的實驗室主任勞瑞岑( Louriesen)原籍丹麥,是一個相當誠懇的人,也很熱心幫助趙忠堯的研究工作。
趙忠堯在該實驗室和其他科學家一起合作做了兩個課題的研究,另外還單獨做了一項研究工作。這些研究的結果都在趙忠堯離開美國之前發表在《物理評論》雜誌上,其中一篇合作的論文是《質子轟擊氟所產朱的低能a粒子》。這類問題正處於當時核反應研究的前沿。
這次在美國的四年多的時間裏,趙忠堯通過自己的努力,不僅再一次進入到物理學研究的前沿,而且在靜電加速器的設計和研究工作上取得許多重要成果,為以後中國核物理的發展做出了重要貢獻。後來,趙忠堯回憶起這段歷程,也是比較滿意,而且深有感觸:
我第二次去美國期間,為了聯繫定製器材,曾先後訪問了幾個科學實驗室,在那裏短期做靜電加速器實驗,利用雲霧室做了宇宙射線實驗。在這個過程中,與國外同行建立了學術上的友誼。可惜以後由於中美長期斷交,一直不能得到進一步的發展。
在將主要精力用於定製設備的同時,我也抓緊時間在宇宙射線及質子、核反應等方面開展了一些科研工作,終因精力有限,收效不大。
有些人笑我是“傻瓜”,放着出國後搞研究的大好機會不用,卻把時間用在不出成果的事上。好心的人也勸我:“加速器不是你的本行,幹什麼白白地耗費自己的時間精力呢?”如今我回首往事,固然仍為那幾年失去了搞科研的寶貴機會而惋惜,但更為自己的確把精力用在了對祖國科學發展有益的事情上而欣慰!
趙忠堯在美國期間,從來不考慮個人的得失,為了祖國的科研事業,兢兢業業,奉獻自己的一切。經費不足,趙忠堯就下決心自己設計研製加速器,設計完成後又自己聯繫部件加工,以及採購一些必要的關鍵部件,以便化整為零,分箱裝運,回國再重裝,這樣既可大大節省開支,還可以避免美國海關對整機出口的刁難與阻撓。為了購買和蒐集有關書刊資料,身上的錢花光了,他只好以“換工”的方式幫助別人進行研究工作,以維持個人的生活開支。
趙忠堯的身體一直很瘦弱,一人在外要辦那麼多的事情,要不斷外出選購材料,跑加工跑訂貨,還要包裝入箱,分批託運,其工作量和勞動強度都很大,生活的緊張和勞累更是可想而知。但是,為了祖國的科研事業,他從來都沒有猶豫,更無怨言。
趙忠堯在美國四年多的時間裏,妻子鄭毓英一個人帶着三個小孩,住在南京中央大學宿舍,靠中央大學發給趙的70%工資維持生活。勤勞節儉的妻子於是接了一些繡花活計,以補貼家用……