赵忠贤 超导研究的“中国名片”

聂容止

我国高温超导之路，赵忠贤是亲历者，也是推动者、践行者，他为高温超导研究在中国扎根并跻身国际前列作出了重要贡献。

一辈子只做一件事，很难！

但他做到了。

对大多数人来说，超导是陌生又高深的科学名词。实际上，超导就在我们身边。人们熟悉的磁悬浮列车、核磁共振成像仪，手机基站的高温超导滤波器等，都是超导的重要应用。

高温超导是世界最前沿的研究之一，他作为开启我国高温超导研究的先驱之一，最早在我国提出要探索高温超导体，最早建议成立国家超导实验室，为我国超导发展在落后50年的情况下，实现了从追赶者到领跑者的跨越。

他带领团队两次在世界高温超导研究突破中勇立潮头，是国际公认的超导研究权威，中国高温超导研究的领军人。

他就是我国高温超导研究主要的倡导者、推动者和践行者，中国科学院院士赵忠贤。

结缘超导

新民，隶属于辽宁省沈阳市，位于辽宁省中部，辽河下游平原地区。1941年1月，赵忠贤出生在这里。“成长在新中国的红旗下，我是听着老红军的故事、唱着《让我们荡起双桨》长大的。”赵忠贤回忆。

1956年，党中央提出“向科学进军”的伟大号召，正上中学的赵忠贤为此心潮澎湃。1959年，他如愿以偿，以优异的成绩考取中国科学技术大学，专攻低温物理。

开学不久，他听了“两弹一星”元勋钱三强讲述苏联的第一颗卫星的故事。“这使我从此喜欢上科学技术，并深感责任重大。” 当时的赵忠贤心中只有一个想法，老老实实学习，将来为国家作贡献，但“做学术带头人这种事从没想过”。

“读书时，我们讨论最多的是‘红专’问题。”赵忠贤回忆，“红”在于内心深处的信念，“专”则要全身心地投入，不断提高业务水平，努力把组织上交给的任务完成好。

这段求学经历令他在日后的科研中学会了如何在最艰难的条件下坚持科研，如何在设备差、经费少的情况下依然把科研成果做得漂亮。

1964年，赵忠贤被分配到中国科学院物理研究所，很快成为所里重点培养的青年人才，跟随物理学家洪朝生做超导研究，由此开启了与超导长达半个世纪的不解之缘。

此时，超导仍是一个世界性的谜题，中国的超导研究才刚刚起步，已经比国外同行晚了半个世纪。赵忠贤深知，这项探索不仅有着重大的科学前沿意义，一旦成功，更将为国家带来巨大的应用价值。

“一代人做一代人的事。”赵忠贤引用“两弹一星”元勋彭桓武的教诲，20世纪50年代，赵忠尧、洪朝生、彭桓武、周光召等老一辈科学家以身许国、无私奉献的精神深深地感染着他那一代人。“他们为新中国诸多科技领域的发展奠定了基础。”赵忠贤说，正是洪朝生带领团队奠定中国低温技术和低温物理的基础，才推动了后来中国的超导研究。

世界超导研究开始于1911年，而我国的超导研究起步于20世纪50年代。超导是20世纪最伟大的科学发现之一。许多材料会在某一特定温度下电阻完全消失，具备这种特性的材料叫超导体，这种物理现象就是超导电性。

超导体不仅具有零电阻的特性，另一个重要特征是完全抗磁性。医疗中常用的核磁共振仪器，其核心部件就用了超导磁体。

超导电性的研究一直是凝聚态物理的重要课题，对基础理论创新和应用技术发展两方面都有着重要的意义。至今已有5次诺贝尔物理学奖授予和超导相关的研究。

1911年，荷兰科学家卡末林·昂内斯用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K（-268.95℃）时，汞的电阻完全消失，卡末林将这种现象称为超导电性。卡末林也因此获得了1913年诺贝尔奖。

但在此后长达75年的时间里，所有已发现的超导体都只是在极低的温度下才显示超导，因此它们的应用受到了极大的限制。物理学家麦克米兰根据传统理论计算推断，超导体的转变温度不能超过40K（-233.15℃），这个温度被称为麦克米兰极限温度。

1973年，赵忠贤被派往英国剑桥大学进修，接触到世界超导研究的最前沿。回国后，他决定从事探索高临界温度超导体的研究，并发表文章提出“超导临界温度能够达到40K至55K”。

这在当时被认为是很大胆的观点。但此后的科学理论发展一再证明，他是对的。

在赵忠贤看来，选择方向最重要。他認定了“超导”这一方向，便在探索中加深认识，并在一次次小小的进步中提高信心和兴趣，“如果讲废寝忘食，还真的是经常发生”。

1986年，45岁的赵忠贤偶然读到一篇欧洲科学家柏德诺兹和缪勒发表的论文，讲的是“铜氧化合物可能存在35K超导性”。当时很多人不相信，但这与赵忠贤1977年发表的论文观点“不谋而合”。作为极少数“醒得早”的人，他立刻组织团队，开始研究铜氧化物超导体。

“做科研首先是选对方向，然后是坚持，坚持下去，科研就不是‘坐冷板凳’而是享受。我们在坚持高温超导研究的日子里，遇过冷也遇过热，热的时候坚持，冷的时候也坚持。刚开始研究的时候，科研经费少，条件非常差，我和同事们不分昼夜地干，饿了就在实验室煮白面条，累了就轮流在椅子上打个盹。随后，全世界科学家对高温超导材料的探索陷入迷茫期，一些研究者纷纷转向其他领域，国内的研究也受了影响，很多团队解散。但我认定高温超导研究有潜力，未来必将有重大突破。我带领团队顶着‘难出成果’的压力坚守这块阵地，终于迎来研究的新突破。”赵忠贤回忆。

没有设备，没有团队，没有经费，好多设备都是赵忠贤团队自己造的，买的设备也都是二手货。“别小瞧我这‘土炮’，管用着呢。”赵忠贤说。他认为不该过分强调科研中遇到的困难，因为科学研究本来就是一项需要坚持、需要毅力的工作。他告诉团队，别想太多，用好现有的条件认真做研究。

探索10余年后，赵忠贤迎来了第一个科研高峰——1987年2月，赵忠贤团队推翻了传统理论，向全世界证明超导临界温度是可以超过40K的，突破这一麦克米兰极限温度的超导体，被称作高温超导体，引发世界物理学界的震动。

1987年的美国物理学年会，只有5个人受邀做特约演讲，赵忠贤就是其中之一。向世界展示中国超导研究的重大突破，让赵忠贤“感到光荣与骄傲”。

赵忠贤团队的研究使得超导电性低温环境的创造，由原本昂贵的液氦变为便宜而好用的液氮，并因此获得1989年国家自然科学奖一等奖。赵忠贤等人的成果，凸显出柏德诺兹和缪勒的论文的意义，1987年这两位科学家获得了诺贝尔物理学奖。柏德诺兹说：“赵教授及其同事们的研究成果是举世瞩目的，感谢他们为世界科技的发展和超导研究作出重要贡献。”

赵忠贤用他的二手“土炮”，“玩”出了举世瞩目的重大突破，“玩”出了临界温度的世界纪录。多年的坚守之后，赵忠贤科研人生的另一个高峰出现在了“大家想都不敢想”的方向上——赵忠贤与国内的同行分别打破了国际物理学界普遍认为的40K以上无铁基超导的“禁忌”。2008年，赵忠贤带领团队不仅发现了系列50K以上铁基高温超导体，还创造了铁基超导体55K的纪录，这项研究又为他赢得了国家自然科学奖一等奖，而他本人则在2015年被授予国际超导领域的重要奖项——马蒂亚斯奖（Bernd Matthias Prize）。

1987年，赵忠贤当选为第三世界科学院院士、陈嘉庚科学奖获得者，1991年当选为中国科学院学部委员（院士），2017年1月9日获2016年度国家最高科学技术奖。

一生忠一事

当中国的一系列成果发布后，美国《科学》杂志曾发文盛赞：“如果以后再有更多的样品和数据诞生于中国，我们不必感到惊讶”“如洪流般不断涌现的研究结果标志着在凝聚态物理领域，中国已经成为一个强国”。

半个世纪前，中国的超导研究刚刚起步，与国际发达国家差距甚远;而今，中国组建了一支高水平的研究队伍，高温超导研究走在世界前列。从追赶到领跑，赵忠贤功勋卓越。

然而，任何影响巨大的科研发现都不是随手捡来的。赵忠贤说：“中国的科技实力花钱买不来，白送更别想，只能立足于自己咬牙攻关、知识报国。”在物理所，他常告诫年轻人要静下心来做事，而科学研究，需求才是最大的动力——“一是国家需求，二是科学发展的需求。两者都服务于国家发展和人类文明进步”。

而他对待自己的科研和工作，几十年如一日，也同样只有一个关键词“超导”。在跌宕起伏之间，赵忠贤对“初心”的追逐从未变过，用他的话说：“我这辈子只做一件事，那就是寻找更好的超导材料。”

几十年如一日的科研的确艰辛，但也时常有小收获，每个进展都很让人高兴。赵忠贤打趣说，就跟打麻将经常“胡牌”似的，搞科研也是经常“胡”的。当你带着兴趣做一件事，苦和累就感受不到了，这个乐趣是别人体会不到的。

他认为，搞科学研究需要扎根，要安下心来做事，不要急功近利，要设定一个长远的目标，短平快很难做出像样的东西，只有长期的坚持和积累，才能在认识上有所升华，才会抓住机遇。

一次讲座后，有大学生问：“您是如何面对失败的？”赵忠贤说：“打个不一定恰当的比喻：我们口袋里装着许多把钥匙，同时还在不断地制造出新的钥匙，而只有其中一把能夠开启科学之门。我们要做的，就是不懈努力，制造、修改每一把钥匙，直到打开这扇大门。也许，此前试验过的那么多钥匙都失败了，于是有人选择了放弃，但谁又能肯定，接下来这把钥匙不会解开未知之谜呢？所以，面对失败就是不灰心，不放弃，不退缩，要满怀希望地做下去，你才能为自己找到一把开启成功之门的钥匙。一定要坚信，冷板凳并不总是冷的，尽管遇到很多困难和失败，也要勇敢探索，持之以恒，坐得住‘冷板凳’才能一战成名。”

在科学研究一线几十载，赵忠贤特别强调科学研究要有责任、追求和兴趣。“作为科研人员，最首要的是对国家和社会的责任。”赵忠贤曾在国防任务中连续工作38小时，虽辛苦但那是责任和信任，他倍感光荣。“人才是在承担责任中成长的，科学家的人生追求应是为人类文明进步作出贡献，为国家和民族争光。”

责任即是机遇，而坚持不懈地努力是抓住机遇的基础。赵忠贤从未离开过科研一线，古稀之年，他还时常到实验室与年轻人讨论问题，翻阅文献至深夜。“人生机遇很多，努力‘干’才有机会碰上运气，‘见异思迁’不行。”

有一个物理系毕业的年轻人很有激情，肯吃苦，想多干一些事情，便辗转找到赵忠贤：“我想跟着您搞科研，做实验。”

赵忠贤问他为什么，他说：“我觉得艺不压身，多多益善，想在您的指导下多做些课题。”

赵忠贤劝诫道：“想多干事是好事，而我一辈子只做了一件事，就是探索超导体、开展超导机理研究。如果我们的社会，每个人都持之以恒做一件事，很多问题都可以解决。人生的最佳选择不在于太多，别像穆桂英那样身上插好多旗子，做事情要集中一点，不要太精力分散，不要选太多，这个也干那个也干。要选一个坚持10年、20年，扎下根去，才能枝繁叶茂。”

几句简单的话，却是人生经验的总结，给年轻人指明了方向。

回顾百年风华，赵忠贤认为，从“两弹一星”到改革开放以来建立起完整的科学体系，中国的科技发展举世瞩目，“这是几代人努力的结果。作为我这一代人，最感安慰的是‘我奉献了’”。超导研究已经在中国“土壤”深深扎根，如果有一天，超导又有新的突破，相信其中一定有中国人的身影，赵忠贤如是说。

赵忠贤从未自满。他还常常提醒前来采访的记者：“别光报道我，多看看我身后那些没露面的人，别把我报道成劳模。”面对媒体的聚焦，老先生坦率而诚挚。他常说，自己就是个普通人，做着自己喜欢的研究。荣誉归于国家，成绩属于集体，自己只是其中的一分子。