超 导 之 春—赵忠贤院士专访

中国科大校友基金会推出《校友风采》访谈,旨在推动科大建设世界一流大学的思想交流,分享杰出校友的创业经验,促进科大人的事业成功。《校友风采》所有内容并不代表中国科大校友基金会观点。

[赵忠贤院士简历]

赵忠贤,著名超导物理学家,中国科协副主席、中科院学部咨询委员会主任、中科院物理所研究员、学术委员会主任,国家超导重点实验室学术委员会主任。

赵忠贤1941年生于辽宁新民。1959年考入中国科大技术物理系。1964年毕业后一直在中科院物理所从事低温与超导研究。1974年-1975年,赴英国剑桥大学进修。1976年,赵忠贤开始从事高温超导电性研究。1983年,开始研究氧化物超导体及重费米子超导性。1984年-1986年初,在美国艾姆斯实验室等作访问学者。

1987年那场争分夺秒的超导竞赛中,赵忠贤小组在极端落后的实验条件下,夜以继日的工作,其研究成果为中国科学界赢得世界性的荣誉。1987年早春,赵忠贤与同事们发现了液氮温区超导体,首先发现起始转变温度48.6K的锶镧铜氧系材料和钡镧铜氧70K超导迹象,震动了世界。同年2月20日,赵忠贤小组首先发现起始转变温度100K以上超导体。

1987年赵忠贤当选第三世界科学院院士。1991年,当选中国科学院学部委员(院士),1998年当选为中科院数学物理学部主任。赵忠贤院士曾获1986年度第三世界科学院物理奖,1988年获中科院科技进步特等奖,199年陈嘉庚基金会物质科学奖,1990年获国家自然科学一等奖。1992年获首届"王丹萍科学奖金"。1997年获何梁何利基金科学与技术进步奖。

超 导 之 春 —— 赵忠贤院士访谈录 (刘志峰)

刘:赵院士,感谢您接受中国科大校友基金会《校友风采》栏目的采访,请接受基金会主席张上游教授的问候。

赵:谢谢。

***寒窗苦读,跺脚取暖***

刘:您1959年进入建校仅仅一年的科大,当时为什么报考科大?

赵:当时科大招生简章保密,不是什么人都能看的。我正好在中学副校长办公桌上看到了科大的介绍。

因为当时班里开会说我反对卫生大跃进。所谓卫生大跃进,就是除四害(消灭老鼠、麻雀、苍蝇和蚊子,麻雀已经平反),这是好事,我不反对。但快考大学了,街道上老头老太太还在搞,还要学校乐队去捧场,我不想去,最后顾全大局还是去了,回来之后说了几句风凉话。我操行就变成了"良","良"就不能报考哈尔滨军事工程学院这些好学校。我觉得莫名其妙,挺不服气,就去找老师谈。这时我在桌上看到科大的材料,于是请示能不能看,老师说看吧。科大招生简章封面很吸引人,对中学生来说内容也很诱人:大师级的科学家都在科大做系主任或者教授,而且科大是科学院办的。我就报了科大。老师觉得我学习成绩挺好,人也挺好,为了操行是"良"不能上好学校也很遗憾,就把我操行又改成了"优"。那句反对卫生大跃进的话也就去掉了,我运气很好,也就考上了。如果我操行不是优,或者没有看到介绍,或许我报的不是科大,当然看到科大招生简章后,比较起来,当然是科大最好。

刘:您在科大的日子,科大可谓群贤毕至,大师云集。当时给您上课的都有那些大师。他们的课程都给您留下来什么印象?

赵:一是已故的张宗燧先生,他统计物理的讲得很好,有自己的一套东西,跟国内另外一个权威有不同的看法,对大学生来说,课上得好,又和大牌的人有不同看法,我们觉得很了不起;二是咱们的老校长严济慈先生,他把电动力学、普通物理的电学和电磁学结合在一块讲;此外还有教量子力学的朱洪元先生、及钱临照先生、教数学的曾肯成先生。曾先生虽然名气不如前面三位大,但教得很好。他们在自己领域里面都是一流的学者。

刘:您提到严老校长。您在科大的五年,正是三年自然灾害的时期。当时在北京也没有暖气,听说严老上课时,大家想给他开个电炉取暖被拒绝,因为想节约用电。你们物质生活上的是不是很困难?

赵:我不了解其他学校,我们基本不去其他学校,功课紧张,交通也不方便。不光没地铁,坐公交车那个钱也舍不得花。从科大来说,主楼刚盖好,没有暖气。严先生上课时,不光技术物理系的人,很多其他年级的人都来听课。教室大概能作五百人,天气冷,他讲课讲到一半时,就跺脚,同学们也跺跺脚取暖,然后继续上课。严先生穿着高级的皮大衣也得脱下去。像张宗燧先生讲课越讲越来劲,一件一件脱下去,因为浑身都是粉笔末。条件是比较苦一点,但是老师热情很高,讲得非常认真。

刘:我知道您在科大毕业前前曾经大病一场,能否请您讲讲您五年的生活?

赵:不是大病,跟别的也没有关系,是我自找的。我想要学的东西太多,还洗冷水澡(我现在对洗冷水澡的效果表示怀疑,周末还跑得很远的东郊出钱跟人学日文。正好得了慢性阑尾炎,又想不做手术。这样拖着对身体没好处,做了手术之后,我也不够注意,同学来看我时,又从楼上跑到楼下去,没有好好休息。别人一个礼拜出院,我两个礼拜出院。出院之后就得补课,看别人笔记,还没补完,又期末考试,所以累的,有段时间睡得不好,有一次在澡堂还晕了过去,大概情况就是这样,

刘:当时老师劝您毕业论文可以做得简单一点,但是您还是挑了一个难的方向做?

赵:倒也不是很难。毕业论文我是在物理所做的。老师就和物理所讲我身体不好,随便给他点东西做做毕业就算了,没有特别严格的要求。我就找了实验室能够做得到的铅铋合金,因为铅铋合金熔点也很低,实验室电炉就能炼。课题组要做一种均匀的磁场,我想结合这个课题,根据自己对超导的那点理解,看能否通过冻结磁场来做到这一点。选了这个题目歪打正着,因为当时看文献也很晚,做完之后看到美国的《Physical Review Letter》有文章,看到之后跟我的工作一样。由于当时通信比较慢,他们做得应该比我更早,这没有什么,因为我没有压力嘛。当然也没有放纵自己,我还比较满意。

刘:科大引以为豪的一点是六三年以后毕业的两院院士中,科大校友占了七分之一强,超过国内其他高校。(赵:六三年科大才有毕业生。)我数了一下26位院士中,有20位左右是科大前三届的学生,您认为科大老三届校友如此出色的原因何在?

赵:有很多原因,因为文化大革命,一代人都没有上完课,分到很多小厂耽误了。我想没有上课多数人受影响,这是主要原因。从能力上来讲,几届的学生区别不大,文革之前入学的学生都很强;从教课来讲,上课情况也差不太多。

刘:98年科大校庆有一项是58级老校友唱校歌《永恒的东风》。主持人说,58级校友唱的校歌是原汁原味的,是郭老校长、吕骥先生亲自教的。对年轻的科大学生,这一幕感人至深。第一代科大校友是后来者心中的传奇和丰碑。很多人把您作为科大第一代校友的杰出代表,您认为原汁原味的科大人应该具有什么特征?现在科大异地办学,您认为汁味还在么?

赵:第一,说我是第一代校友的杰出代表,我不敢当。各人有不同的领域,做得都很好,我不敢当。

首先,科大办校强调八个字"团结 紧张 严肃 活泼"。这到现在也没错。科大学生念书是不要命的,现在还应该发扬。现在条件好了,要像那么苦的念有点困难。依我看,再苦点也没有什么关系,念大学不就五年,一咬牙就下来了。

其次,就是我们心里要目标明确和理想,国家非常重视科学技术人才的培养。钱三强先生到科大做过报告,其中讲过苏联卫星上天。郭沫若校长也强调这点,这对我们是一个很大的鼓励:中国要发展尖端科学,希望就在我们身上,尽管很多科学家已经再做了,但是我们觉得重任在肩。我们这届学生有些人赶上了第一颗卫星的研制工作。有些赶不上了,比如原子弹,64年就爆炸了。卫星是70年上天的,我自己也参加过几个月的空间模拟实验室的工作,不算参加,摸上了一点边儿。大家使命感很强。

另外,科大教学跟其他高校联系不多。老先生们上课,也不看高教部的教学大纲,他们对大纲具体有什么,不太在意。比如高等数学,58级有几个系是华罗庚先生讲课,华先生觉得年轻人应该了解什么,他就讲什么。讲完之后助教整理一下,他改改,这就是经典的《高等数学》。钱学森先生讲物理力学,中国是没有这个课的,他工作地点特殊,两个年级学生坐车去听。结果就出了一本书《物理力学》。这是其他高校没有的,这些老师讲课都是全力以赴,这些教授那么忙,上课对他们是业余的业余来做,而且全力以赴。学生也有很强的使命感。要是你学不懂,那是本事不行。比如上量子力学,朱洪元先生讲你听不懂?听不懂是你没水平。你还能请谁来讲量子力学能让你听懂,这是大权威。

科大创建情况比较特殊,得到了国家领导人的关心。比如负责建科大的聂荣臻元帅、陈毅元帅、徐向前元帅、谭震林同志。背后有科学院的领导,张劲夫,郭沫若校长那是不用说,还有国务院周总理都很关心。学生都觉得自己生活苦一点没关系,因为自己重任在肩。

刘:您提到科大的校风是"团结 紧张 严肃 活泼",我们讲得比较多的是"勤奋学习 红专并进 理实交融"。科大东区还立了一个校风纪念碑:勤奋学习 红专并进 理实交融。

赵:这不矛盾,这是校训、校歌里的,学校大礼堂墙上写的是"团结 紧张 严肃 活泼"。

刘:您在科大的时候"不要命的上科大"就流传很广?

赵:我不知道其他学校,因为我们不知道别人怎么样。

***剑桥岁月***

刘:您1974年,文革结束前您就到剑桥进修,您的这段经历媒体关注似乎不多,在这个星辉斑斓的研究圣殿,您感受到什么?而您作别康桥时,中国正百废待兴,是否想过留下来?文革的其他时间,您是否受到了冲击?

赵:文革时我比较年轻,没有什么冲击,有那么一点点,跟别人比也是小事一桩,生活中的小插曲而已。我在67年2月开始搞国防任务,一直做到1972年。因为国防任务做得很来劲,常常两天不睡觉,一般政治活动对我们很照顾,可不参加。没有其他的事情,有时也参加,不特别花时间。

刘:可以介绍您当时参加的国防任务么?是否保密?

赵:主要是做小型制冷机,红外、微波方面用的制冷机,虽然和我做的超导没有关系,但是跟低温有点关系。尼克松总统访华后,中国准备对外开放,派留学生出国。比我们英文好的老先生基本上是五六十岁了。中国要做一些准备。总理负责科学院,我后来听说他要求排些年轻人去国外进修,给八十年代准备人才。我情况比较合适,作为候选人报上去了,就选上了。

我在剑桥时,基本上是早上九点钟去,晚上十点钟回家,呆在实验室,每天如此,做的工作也有新意。(剑桥)给我的贺年片,提到这个工作,也挺满意,工作也在国际会议上报告过。我们当时不让去参加国际会议。(刘:国内不让去?)使馆不让去,离开英国到别的国家不让去,这也可以理解。文章发表比较晚,78年发表,我走了之后一个博士后继续做这件事。

剑桥的经历,在科学选题方面对我是潜移默化的。英国有Morning coffee和afternoon tea。每人一次交五个便士(刘:自己出),对,自己出。我基本上每次都去。我们小组每月都有人介绍一下这个领域的最近进展,各人看看新鲜文章,看完之后在会上讲讲,有兴趣再回去看看,我觉得也挺好。关于回国,我就是希望早点回来,也没有留在那儿的想法,(刘:没有觉得那儿条件更好?)好也要回来,就没有那(留下来的)想法。

刘:您当时的生活费大概很少?

赵:我回来攒下的生活费就买了两样东西,一个是手表;另外买了一个便携式的盒式录音机,便于学外语,就这么两件财产,别的都没有。

***犹记超导鏖战酣,英雄不愧赵忠贤***

刘:您四十年的研究生涯几乎始终与超导相关,但87年初之前,您一直都默默无闻。我记得好像有一些报道称此前您的研究并不如意,也不受领导支持,您是否感到沮丧?

赵:没有特别的感觉。这种东西年轻人就受不了:自己觉得有用,人家不重视你.那时候虽然心里不高兴,也没关系。反正工资照发,手里也可以做一点事,另外从原则上,探索高温超导体79年也列入了科学院凝聚态物理方面的重点方向,那时属于计划经济,拨款还是能拿到一点钱,虽然条件差,还是可以做一点事情。

刘:87年的超导研究成了一场竞赛,为了实现获得可重现的高温超导材料数据,你们当时是夜以继日的工作,曾经48小时没有休息,能否介绍当时的情况?这场超导竞赛中,您的小组几度领跑,您认为这个团队成功的原因何在?

赵:我们的实验条件非常差,外国的同行都不能理解,我也没法形容。基本的条件液氦可以保证,其他恒温器都很差,只能研究20K以下的问题,温度高了一些很困难。条件差,不是说物理所差,别人有些条件好些,不是别人的设备拿来就可以用。现在(物理所)有很多公共平台,排上队就可以测量。我们除了做材料之外,那时还要重新建立测量系统,现在有些系统还在用,表面看起来很简单,但是有效,外国人叫deep system,把杆插下去,就可以测量。也是利用原来的技术基础.,我们原来做的高温超导能超过23K以上的就不错了。

我认为有成功也有后悔的地方。成功的地方就是大家能够团结一致,干活比较苦。后悔的地方如果当时国际交流的经验和实验条件能够更好的话,我想我们能够做得更好。

刘:当时国际交流的局限是否表现在出去开会的机会很少,获得国际文献太慢?

赵:一是比较晚,二是开会还是很难,包括87年之后,美国的March Meeting之后,到了四月份材料会又请我去开会,我根本就没办法去。那时允许出国的经费很少,人家也不理解,现在开国际会议中国人也很多,那时出国是大事。

刘:您提到当时设备很差,现在国家超导实验室的设备是否已经和国际先进相差不多?

赵:不能这么说,只能说个别的设备不错。现在问题越来越深入,越来越难。要有自己的特点,适合你要研究的问题,还要改造自己有特色的设备,还需要付出很大的努力。

刘:媒体对87年超导材料温度的不断攀升关注较多,请问最近十年您的研究进展如何?您是否看好将来出现真正可用的室温超导材料?

赵:这十多年有一个过程,我们也想让材料尽快用上去,在应用方面我们做了一些工作。相对来说比较基础一点,或者关键技术方面的工作,超导的应用有一个大环境,不是说一家在做好了怎么样,国际上大家都在做。像移动通信地面站的超导滤波器,看起来很有希望。但是这还有一个市场接受的问题,而且还要便宜可靠。另外其他方面,工业界应用还有要求,光有先进性不够,我们做了一些事情,探索新材料方面我们也做了一些工作。有的是别人先做,我们很快也做出来,而且还有自己的特点。也有的是我们先做出来,做新材料,从物理角度、应用角度要有意义,瞄准这方面在做。我们做了六十多种新材料,大概有这么一两种物理方面有特殊的性质,至少对了解物理机制方面有启发。超导研究有两方面:应用和机理。我关心应用问题但是我本人不做,我主要做的还是与机理有关的材料研究,特别是单晶做得较好,是世界上做同一种样品的最好单晶的实验室之一。因为现在也开放了,搞机理研究合作交流也很多。有的是比较固定的国际合作研究,也有临时性的合作研究。最近几年我们有出去的也有进来的。我们在国际上共同合作的基础上,形成一些自己的想法,通过实验上去验证,不断的改进样品质量。机理问题,因为属于强关联的电子系统,有些特殊性,如果做好了,不光对超导,对凝聚态物理也会有影响。但是现在也很困难,虽然做了这么多年,有很多的实验结果,但是具体那些是解决机理最关键的实验,还需要进一步的努力,这是很难的工作,但是很有意义。

刘:您谈到最重要的是两点:应用和机理。可以请您解释一下机理具体指什么吗?

赵:机理就是找到一种微观理论来描述它,为什么在这种材料在这么高的温度出现超导性。

刘:是否由于现在没有很强有力的机理,导致实验有一定的偶然性?

赵:实验的偶然性,有些有,但是很多是随着研究的深入,不断提高认识.一般做的过程中,原来想的和得到的有时会不一样。重要的是结果可靠,对实验的结果做出一定解释,最好能提出概念。至于如何揭示它,这是下一步的事情。

液氮温区超导,当时的思路,有的想得很可笑,但歪打正着。说起来很简单,稀土元素很难分离的,我们用的材料有的是1956年公私合营的商品。也容易想到杂质的影响,当时这种情况下,正是因为比较注意杂质问题,所以就先做出来。反倒独立思维不受外界影响,原创的东西还多。后来文章越来越多,我发现好像有人又走回老路去了。交流是有好处,过去我们长时间跟人家有一段距离,文章看得多了以后,按自己的想法走出自己的路,反倒难了。最近我参加了一个小型国际会议,我讲的东西大家觉得很特别。当然不一定对。我相信实验结果在这里摆着,大家可以去分析我们这个想法,讨论这个想法对不对,可以用实验来验证。

***怒斥妖雾必成灾,愿负全责不居功***

刘:您曾经揭露过"水变油"的骗局,但是类似的骗局似乎层出不穷,比如酒变油。你怎样看待这些现象?

赵:最近我对这方面的兴趣好像也不太大了。这总也免不了吧。中国有,外国也有。水变油事件,不是我带头的,是政协开会时,大家都把名字签在后面,就把前面地方留给我签,他们说你就把你名字签在第一个,我想签就签吧,我不是牵头的,但我同意批评水变油。他自己说说也就算了,造成损失比较大。有些人不懂这些东西,作为科学家不出来说几句话不行。有人后来寄给我的材料,居然还说氢和氧确实变成了碳氢化合物,还有这种话?这种东西有科学常识的人一看就不可信,化学反应怎么能变出碳元素?所以我认为有责任批评它,减少损失,对不对?以后再出现这种东西,随着科学素养的提高,要别人相信它甚至投钱在上面,总要有个科学决策。他说归他说去,往里头投钱那是他自己的事儿,如果没有造成损失,说他没有用,如果造成了损失,我要站出来说两句话。批评水变油事件,我名字确实写在第一个,但不是我组织的,是郭正谊先生他们做起来的。打头就是负这个责任嘛,那我就负这个责任,我同意观点,但是功劳不能算在我头上。

刘:您签名时是否考虑到了可能会引起很多人的不满?

赵:不满?那也总得说实话吧,他不满意也就算了。

刘:周光召院长曾经在科大35、40周年校庆两次提到他看好科大出现大陆的第一个诺贝尔奖得主。您作为大陆最接近诺贝尔奖的科学家和科大校友,是否看好科大校友获得诺贝尔奖的前景?

赵:说我是最接近诺贝尔奖,我也承受不起,但是超导这个工作,我们整个研究集体做得还算不错吧,国际上也承认的。因为高温超导拿诺贝尔奖的Muller教授和Bednorz博士,对我们工作也给予了较好的评价。但是我们做得工作还不够,应该做得更好。

至于本土拿诺贝尔奖的问题,我认为要靠水到渠成。实际上中国已经有诺贝尔奖级的工作,例如人工合成牛胰岛素。我现在业余做一件事,我们把每年拿诺贝尔物理奖、化学奖的poster翻译成中文,送中学和大学,放在图书馆里,这也得到了瑞典皇家科学院的支持,也得到了沃尔沃汽车公司的支持,因为印刷需要钱。也参加过91年和99年的诺贝尔奖的颁奖典礼,我认为能做出诺贝尔奖的工作需要一定的科研传统,需要有研究传统的群体,在研究的过程中可以不断地探索到更深的一些规律性的东西,得奖多数是年轻人做出的工作,有人得奖年龄很大,但是做出工作时很年轻。虽然是年轻人做出的工作,但我认为还是要老中青结合。老的作用并不在于他本身的研究,而是他创造的环境能让年轻人冒出来。所以周光召主席的早期工作也和诺贝尔奖工作有密切关系,他讲的话是一个期望,是希望年轻人能有原创性的动力,要有献身科学的精神。随着中国科学的发展,大学和研究所等科研单位形成了一些自己的优秀传统,开始创造好的环境,营造这个环境的过程中,包括年纪大和中年人,这个过程中就会有年轻人冒出来,我坚信这点:水到渠成,不可阻挡。像穆斯贝尔,在德国战后这么困难的情况下,但靠着德国研究传统,他可以在如此年轻的有这个成就;像冯.克利钦,也是很年轻时候,置身于一个有传统的环境当中。这些工作出在年轻人头上,所以应该珍惜不排斥年长者的研究群体的这种符合科学规律的环境。

刘:您提到研究环境的营造和研究集体老中青三代结合的问题。对科大的环境,您认为是否有由突出的特色或弱点,有利于或者不利于取得诺贝尔奖级的成果?

赵:科技大学年头也不少了,当然中间受了冲击,搬到合肥去了,迁校后动荡了几年,但是别的学校也受到了冲击。科大位置相对较偏,但现在网络发达,学术上交流不受太大影响,真正要做出有深度的工作,偏远的地方或许还好,只要一门心思做学问。

我这回到西安去,看到一个年轻人,家在北京,但是他喜欢从事的专业,就是研究几万年来气候环境的变化问题,他对这个有兴趣,所以愿意离开北京到那儿去。喜欢研究,努力去做,才能找到一个适合发挥能力的研究环境。我们毕业那时有人宁愿到偏远的地方去,只要专业对口。对于中国科大,我相信领导的期望。虽然并非所有人终身从事研究,但总有一部分要献身科学,应该到研究环境好的地方去。

刘:"所系结合,全院办校"是科大迅速崛起的重要原因,目前由于科大的地理位置和多方面的原因,中科院对科大的支持有所弱化,您认为应该如何加强科学院和科大的协作关系?除了科学院,科大还应该加强与那些方面的合作?

赵:所系结合随着科大搬迁弱化了很多,科大已经成熟了,可以自立,当然也需要加强和研究所的关系。

科大的发展我不是特别了解,我想能不能把自己的优点和长处分析清楚,把弱点也分析清楚,这样才能形成自己的办学特点。因为到科大念书的学生都是尖子,这是很重要的条件;师资力量方面,有年长的教授,年轻人也在不断地回国工作;跟国外的交流也很密切。不要过分强调不利的地方,要发挥自己特色,照样可以办成很优秀的大学,我认为全国都在重视科教兴国,科大只有找到自己的发展道路,就能再创辉煌。

刘:请问您以前是否听说过科大校友基金会?作为科大资深的科大校友,您对校友基金会的发展有什么建议和期望?

赵:我知道,也曾经见过校友基金会的成员,当时在郭沫若校长的故居。也知道校友基金会做了不少的事情。科大从毕业生来说较少,算少数民族,加强互相的沟通和团结,不仅可以为科大也可以为国家做一些有益的事情。校友基金会做了很多事情,做得很好,我们在国内的校友其实也很关心科大,有时也和领导见面谈谈。

校友基金会做得很不错,有效果。科大办学时间很短,其他学校在企业界成功的多,可以捐个楼什么的。我们还需要时间。你们钱用的效果也很好。其实校友活动比较多的大量的是改革开放之后出去的人,已经很有成就,但发展起来还需要一段时间。我也借这个机会向校友基金会的领导和成员表示我的敬意,也祝愿基金会更加成功!

刘:再次感谢您在百忙中接受校友基金会的访谈,也谢谢您与校友分享您的成功经历和见解。 (根据采访录音整理,有删节)

赵忠贤院士近影