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国家荣誉称号赵忠贤事迹(8篇)

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国家荣誉称号赵忠贤事迹(8篇)国家荣誉称号赵忠贤事迹【篇1】 “超导”是超导材料或超导体的简称,因具有零电阻的特性而得名高温超导”是指具有较高超导临界转变温度(以下简称“T”)的超导体中国的高温超导研究起步于20世纪50年代末,但真正快速发展则是在20世纪70年代下半期以后赵忠贤从1976年初即开始在国内推动和开展高温超导研究在1986-1987年铜氧化物超导体研究的国际竞争中,他带领团队较早地在世界上发现液氮温区铜氧化物超导体,并率先公布新超导体的成分,其团队获得1989年的国家自然科学奖一等奖1991年,他当选为中国科学院学部委员铜氧化物超导体研究热潮过后,赵忠贤继续坚守高温超导领域,不断深耕,并于2008年3月,在铁基高温超导研究领域,再次斩获佳绩2014年,他又一次作为主要完成人获得国家自然科学奖一等奖 赵忠贤在几十年的科研生涯中不断取得重要突破的原因是什么?他为何能成为中国高温超导领域的领航人?本文基于对赵忠贤学习和科研经历的考察,对以上问题展开讨论和分析,以期对中国的基础研究创新人才培养有所启示 一 早期成长和科研经历 赵忠贤于1941年1月出生在辽宁省新民县。

上小学时,他就对自然科学产生了浓厚的兴趣在一次自然课上,老师做了一个老鼠生理活动与氧气浓度关系的实验当增加氧气时,老鼠表现得很活跃,当减少氧气时,老鼠则变得越来越怠惰这个现象触动了他,“使我对自然界产生了浓厚的兴趣”[1]上中学后,赵忠贤更好学了例如,在学习平面几何课程时,他常常尝试用各种不同的方法解几何习题,“结果搞得床上、地上到处画得都是各种几何题的证明”他回忆道,这种对新鲜事物的激情以及思考问题的学习方式,潜移默化地影响了他后来的科研生涯[2] 1959年的一天,赵忠贤在高中班主任的桌子上发现一本中国科学技术大学(以下简称“中科大”)的招生简章当了解到赵忠尧、钱学森和华罗庚等众多著名科学家在此校执教时,他便决定报考中科大同年9月,赵忠贤以优异的成绩进入中科大 中科大创办于1958年为了发挥中国科学院的科研和人才优势,该校采用“全院办校,所系结合”的办学模式——各个研究所的一线科学家亲自登台讲授基础课例如,吴有训、严济慈等人讲授普通物理,华罗庚、吴文俊等人讲授高等数学大学期间,赵忠贤打下了坚实的数理基础同时,中科大还强调宽口径培养人才,在学生掌握深厚数理知识和专业知识的基础上,鼓励他们积极参与科研实践活动。

大学一年级,赵忠贤就曾与同学到实验室开展实验设计 进入大学四年级后(当时中科大的学制为五年),“出于对低温世界的浓厚兴趣,他以第一志愿选择低温物理作为自己的研究方向”[3]中科大的低温物理专业由中国科学院物理研究所(以下简称“物理所”)的低温物理室负责对接中国低温和超导学科奠基人的洪朝生①亲自为该专业学生开设低温技术课,而中国超导学科的另一位奠基人——管惟炎②为他们开设超导物理课他们将国际上最新的低温、超导学科知识和相关研究成果融入教学中,保证了课程内容的前沿性和高水准[4]他到了中国低温和超导研究的发源地物理所之后,在管惟炎亲自指导下开展毕业论文设计,论文题目为“用超导体获得均匀磁场”,这是当时非常前沿的研究课题[5]物理所系统的科研训练为赵忠贤之后独立开展科研工作打下了良好的基础 1964年,完成学业的赵忠贤被分配到物理所低温物理室工作他先是参加了由洪朝生组织的超导计算机器件研制任务③,大胆地将半导体的光刻技术应用于超导器件的制备,这项工作一直持续到1966年之后,赵忠贤领导开展了单极和双极斯特林制冷机的国防研制任务这对刚参加工作不久的他来讲,是一项不小的挑战为了能够按时完成任务,赵忠贤经常加班加点,遇到不懂的地方,就到中国科学院图书馆查找资料。

为了联系材料加工业务,他还要经常出差1969年,赵忠贤小组研制的单极2W/38K制冷机,成功冷却了电子工业部第11研究所的红外激光雷达,使其野外联试取得成功[6]1972年,他又作为负责人之一承担了为微波量子放大器的应用研制微型致冷机的国防任务[7]这项工作开展后不久,赵忠贤就接到了到英国进修超导物理的通知 二 剑桥大学进修超导物理 1972年3月13日,中英两国建立大使级外交关系同年5月25日,由英国皇家学会会长艾伦·霍奇金(A. Hodgkin)等人组成的代表团与中方代表在中国科学院举行会谈,决定恢复中英两国之间的科技交流[8]当时,在周恩来总理的支持下,中国预备建立粒子加速器,发展高能物理学科通过选派科学家代表团到美国和欧洲等地考察的方式,获知国际上的高能粒子加速器已开始使用超导磁体[9]在此背景下,赵忠贤获得了到英国剑桥大学进修超导物理的机会 1974年2月,赵忠贤到剑桥大学冶金与材料科学系超导组进修他的合作导师艾维兹(J. Evetts)的整个研究组都在开展第II类超导体的量子磁通钉扎和量子磁通线的运动问题研究同事邀请赵忠贤一起合作,但他觉得还是自己单独做一个研究题目比较合适。

他认为,“别人都研究线性运动而非线性运动的问题谁也说不清楚……但从非线性到线性过渡这块总可以有研究的价值吧”[10]赵忠贤选择了第II类超导体在非线性区到线性区过渡区间的磁通运动问题作为研究课题 因设备距离较远,他几乎每天以近10公里的路程来回奔忙于调试设备、观察实验现象和记录实验数据之间不到一年,赵忠贤就发现了“第II类超导体量子磁通线在不可逆过程中,从非线性区到线性区转变的临界点和临界电流呈线性关系”的重要结果([2],页437)但艾维兹却对其产生怀疑——前面已有不少人做过相关研究,均未发现这个结果为了证明自己的实验数据可靠,在一位同事的建议下,赵忠贤重新选用薄的香烟纸片作为试验材料,最终重复出了令艾维兹满意的结果赵忠贤离开剑桥大学后,艾维兹让一名博士后继续从事他的研究,相关工作最终在国际刊物上发表,并署上了他的名字,这也是赵忠贤在国际期刊上参与发表的第一篇学术论文[11]1975年9月中旬,他与其他十几位进修生一起乘火车从苏联转乘回国 三 高温超导研究之路 从剑桥大学回国后,物理所所长施汝为询问赵忠贤接下来的研究计划赵忠贤认为,此时物理所的实验条件尚不适合开展在剑桥大学时所做的工作,而“探索高临界温度超导材料”课题不仅物理内涵丰富,且具有较大的应用价值。

之后,他就踏上了寻找高温超导材料的漫漫长路 1. 开展高温超导研究 从1976年开始,物理所低温物理室以赵忠贤为首,联合所内其他3个兄弟研究室,开始在国内开展高温超导材料的探索工作,并“力争做出些成果来”[12]他们当时主要的研究方向包括A-15型超导体的超导机制研究和以Pd-H系材料为中心的高德拜温度元素化合物的超导材料研制同时,他还积极通过杂志向国内同行介绍高温超导研究的意义及其国际进展,并在调研大量文献的基础上,提出了探索高温超导体的几种可能途径[13]翌年,在管惟炎和洪朝生等人的努力下,“探索高温超导体”课题被列为中国凝聚态物理规划的五个重点研究方向之一,中国的高温超导研究就此全面展开1979年2月2日,物理所决定将低温物理室的509组独立为超导体研究室,由李林担任室主任,赵忠贤担任副主任同年3月,物理所制定了1979-1980年重点研究项目,将“高临界温度超导体研究”列为其中的项目之一[14] 由于科研条件不足、经费短缺等原因,赵忠贤等人的研究重点放在了总结高温超导体的经验规律方面1978年,夏沃尔相(Chevrel Phase)超导体发现后,在国际上很快掀起一阵研究热潮。

国外超导学者归纳了与夏沃尔相超导化合物T有关的3条经验规律,但镧系的夏沃尔相超导化合物无法较好地适用赵忠贤等人就根据他们过去研究超导化合物的经验,观察夏沃尔相超导化合物的T与镧系原子共价半径的关系,提出了一系列猜想,同时也预言了产生高于目前T超导体的化合物成分,他们的猜想于1979年9月投递给《科学通报》[15],后来被休斯敦大学的朱经武(C. W. Chu)和贝尔实验室的施密特(P. H. Schmidt)等人的实验所证实,后两者还专门给物理所写信索取论文的复印件赵忠贤到美国开展学术交流时,收到他们的邀请做了相关报告不过,该工作让他也感到稍有遗憾:“我们本来也想做这几个化合物的试验工作,因为未能弄到这几个稀土元素,使工作搁置下来[16] 除了对现有超导体开展理论研究外,赵忠贤还参与了对新高温超导体的实验探索工作1980年1月至1982年4月,超导体研究室的罗棨光、金作文等人开展了Ti-Pd系超导合金的电性研究赵忠贤在其中负责工作指导和参与讨论经过两年多的研究,他们在材料制备上取得一系列重要成果,如在国际上首次合成出新型晶态和新型非晶态超导体TiPd此外,在非晶态超导体中还发现了尺寸效应的反常现象,这一现象为探索新高温超导体提供了有益借鉴[17]。

上述结果发表后不久便引起一些国际同行的关注[18] 2. 参与国际高温超导学术交流 在从事高温超导研究的同时,赵忠贤还积极与国际同行开展学术交流1978年,他参加了在法国举办的第15届国际低温会议会议期间,赵忠贤与著名物理学家约翰•巴丁(J. Bardeen,1908—1991)④就寻找高温超导体的方向问题展开讨论1957年,巴丁等人解决了传统超导体的超导电性微观理论问题⑤此后,为进一步寻找提高T的方法,1973年,他又与阿连德(D. Allender)和布雷(J. Bray)两人合作提出了ABB激子超导模型[19]该模型表明,如果用质量更小的准粒子代替声子,就能使超导体的T显著提升,而这种准粒子的最佳对象就是半导体中的激子尽管当时尚未发现激子超导体实际存在的迹象,但赵忠贤基于对非晶半导体的了解,提出了通过“类液态非晶态与类点阵非晶态半导体的界面”获得激子超导体的可能途径([2],页440)这一想法被巴丁肯定为一个“good idea”,并在回国后给他寄去了相关文献在巴丁的鼓励下,赵忠贤与北京大学的韩汝珊等人合作,在ABB激子超导模型的基础上提出了ACS激子超导体他们的研究表明,在晶态和非晶态半导体的界面上,只要有足够的载流子浓度,就很容易形成激子超导ABB系统。

相关结果于1979年发表在国内的《自然杂志》上[20] 1984年11月至1985年12月,赵忠贤到美国艾奥瓦州立大学(Lowa State University of Science and Technology)的艾姆斯实验室从事零磁场超导管中的磁通湮灭问题研究不过,他当时的研究兴趣仍然在高温超导领域1986年的1到3月,他又去了休斯敦大学朱经武的课题组参加氧化物超导体的短期合作研究([2],页440)这次合作结束后不久,国际上便掀起了铜氧化物超导体的研究热潮 3. 组织中国高温超导研究队伍 从1976年3月开始,赵忠贤和物理所同事陆续联系一些物理学者⑥,以期推动国内的高温超导研究虽然那时他还只是一名研究实习员,但因为刚从国外回来,具有较为宽广的学科视野,使得这些学者都非常欢迎他的到来同年6月,中国科学院在长沙组织召开第二届全国低温与超导学术会议在这次会议上,主持者管惟炎提出:“虽然我国在超导材料研究上已接近国际水平,但基础研究拿不出东西来⑦他呼吁参会者要重视这方面的工作,尤其是对高临界温度超导体的研究这一提议很快便得到中科大、南京大学等十几家参会单位的回应,经他们共同商议,决定在当年底召开一次探索高临界温度超导体的讨论会。

1976年12月,在赵忠贤等人的组织下,“第一届全国探索高临界温度超导体讨论会”(以下简称“高温超导讨论会”)在合肥中科大召开在这次会议上,参会人员首先确定了我国高温超导体研。

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