今天我们讲一位中国核物理学家，世界第一个发现反物质的科学家、中国核物理先驱、中国加速器建造事业的开拓者——
赵忠尧。
▲赵忠尧（1902-1998）
相信很多人对赵忠尧不太熟悉，但这几个人的名字大家一定都听说过——邓稼先、钱三强、王淦昌、朱光亚、周光召、彭桓武、程开甲，他们都是我国著名的核物理学家、“两弹一星功勋奖章”获得者、中国科学院或中国工程院院士，他们也都是赵忠尧的学生，诺贝尔物理学奖得主杨振宁和李政道也都曾受业于赵忠尧。
1902年，赵忠尧出生于浙江诸暨县，1920年考入南京高等师范学校（南京大学前身）。1924年毕业后，赵忠尧到东南大学任著名物理学家、教育家叶企孙的助教，在东南大学，赵忠尧一边教书，一边师从叶企孙学习，是叶企孙的得意门生，从此两人建立起了深厚友谊的师生关系。1925年叶企孙受邀到清华大学任教，赵忠尧也跟随老师来到清华，同样任叶企孙助教。1927年，25岁的赵忠尧自费出国留学，考入美国加州理工学院研究生部，攻读博士学位，师从学校校长、诺贝尔物理奖得主密立根教授。
▲1923年冬与南京高师同学合影
在加州理工学院学习期间，赵忠尧因勤奋好学，又十分聪明，因此深受密立根教授喜爱。几年学习让他在理论物理方便突飞猛进，在读博期间，赵忠尧选择了极难的题目——硬γ射线通过物质时的吸收系数，以此来验证克莱因－仁科公式的正确性。
令密立根和赵忠尧都没想到的是，正是这个题目，让赵忠尧找到了一个物理学的伟大发现——反物质。
反物质是物理学的一项重大发现，它为原子能核物理研究奠定了一个全新的方向——高能物理，1克反物质能产生相当于核爆的爆炸规模（目前生产的反物质还很少），比原子弹、氢弹更强大。
经过一年多时间的实验，赵忠尧发现硬γ射线通过轻物质时的吸收系数符合莱因－仁科公式，但经过重物质时，所得的吸收系数比公式计算的结果大了约40%。1930年5月，美国《国家科学院院报》正式发表了赵忠尧的论文：《硬γ射线吸收系数测量》。这篇论文首先向世界宣布，硬γ射线通过不同物质的吸收系数是有很大差异的，通过轻元素时的吸收系数较小，符合克莱因－仁科公式，而通过重元素时，吸收系数比克莱因－仁科公式计算结果高得多。
论文一发表，就引起了世界核物理科学家们的注意，随后有几个单位也纷纷开始了这项实验，得出了同样的结论。光这一重要发现，赵忠尧就足以获得博士学位。
▲美国留学时的赵忠尧
但他并没有停止研究的步伐，因为这一实验结果意味着，γ射线通过重物质时，有可能存在一种没被人们发现的新物质。
紧接着，赵忠尧放弃了他的暑期旅行计划，留在实验室里夜以继日的进行他的研究。
经过几个月的艰苦实验，在1930年9月，他最终发现：伴随着硬γ射线在重元素中的反常吸收，还存在一种从未见过的特殊辐射现象，这种辐射非常弱，要把它与很强的康普顿散射本底分开非常困难。赵忠尧考虑到，康普顿散射主要是在朝前方向，便决定在朝后的方向测量，结果获得了清楚的特殊辐射的信息。赵忠尧还进一步测得，这种特殊辐射的能量为0.5兆电子伏，大约等于一个电子的质量，辐射角的分布大致为各向同性。
这种物质即后来科学家定义的反物质——正电子。
1930年10月，赵忠尧把这个结果写成了第二篇论文《硬γ射线的散射》，发表在美国《物理评论》杂志上。
▲赵忠尧的同学、诺贝尔奖获得者菲利浦·安德逊
与此同时，赵忠尧在加州理工学院的同学菲利浦·安德森（C.D.Anderson）对赵忠尧的科学研究深深着迷，意识到这可能讲师人类物理研究史上的一次伟大发现，于是安德森在赵忠尧实验室的隔壁开始了同样的研究。1932年，安德森在宇宙线的云雾室照片上，观察到了正电子的径迹。此后，人们对反常吸收的特殊辐射才有了新的认识。
安德森的这一发现，比赵忠尧晚了两年时间。
1936年，瑞典皇家科学院决定对发现正电子这项举世瞩目的研究成果授予诺贝尔物理奖，但是，评奖揭晓时，获奖者的名单中没有1930年首先发现正负电子湮没的赵忠尧的名字，只有1932年在云室中观测到正电子径迹的安德森。
对于这一历史迷案，后来诺贝尔物理奖委员会主任埃克斯蓬曾解释道，当时评选诺贝尔奖时，曾经安排人对赵忠尧的研究进行评定，结果因为方法错误和设备失灵导致没能得出赵忠尧所做实验的结果，最后与诺贝尔奖失之交臂。
而安德森在1983年出版的一本著作中，公道地承认：当赵忠尧先生的实验结果出来时，他正在做自己的学位论文实验。他的办公室与赵忠尧的办公室正好相邻，他对赵忠尧所做实验的经过与结果十分清楚，并怀有极大兴趣，他当时就意识到，赵忠尧先生的实验已表明有未知的“新东西”存在。于是，他采用与赵忠尧不同的仪器，在有磁场的云室中观测硬γ射线与物质的作用，结果他不但观测到了电子的径迹，同时观察到与此质量相当、方向相反的反物质——正电子的径迹。安德森承认，他的实验是直接在赵忠尧的实验结果基础上做出来的，并受到了赵忠尧实验结果的直接启发！
无论诺贝尔奖评选委员会还是该项诺奖获得者，都证实了赵忠尧才是第一个发现反物质的科学家，这是铁的事实。
虽然没能获得诺贝尔奖，但赵忠尧对世界物理学界和中国核物理发展的贡献都无法被抹去。
1931年，29岁的赵忠尧回国，任清华大学物理系教授，在清华首次开设了我国的第一个核物理课程，并主持建立我国第一个核物理实验室。
1937年抗日战争爆发，北平沦陷，赵忠尧冒着生命危险，从清华大学实验室抢运核物理研究的机器设备，把一个装有50毫克重成品镭的铅罐装在一个菜坛子里，装成乞丐辗转行走几千公里，躲过多次日军搜索，最后来到了西南联合大学（抗战时期清华大学、北京大学、南开大学三校转移到云南昆明成立的一所战时联合大学），在西南联大，赵忠尧任物理系教授。
从回国到抗日战争，文章开头介绍的中国核物理学家，正是赵忠尧在这一时期培养出来的学生。
▲1935年清华大学物理系部分师生合影：前排左三赵忠尧、左四叶企孙
抗战胜利后，1948年赵忠尧当选为中央研究院院士，随后受国民政府所托到美国麻省理工学院、加州理工学院等处进行核物理和宇宙线方面的研究。
新中国成立后，赵忠尧心怀祖国，为了更快让祖国研制出原子弹，他于1950年回国，在回国途中，受到美国、日本、台湾国民党等多重阻挠，在国外设计、制造和购买的静电加速器器件和技术资料被美国联邦调查局没收，还被日本关进监狱2个月，台湾国民党间谍让他去台湾被他拒绝，直到1951年1月才回到祖国。赵忠尧的回国经历，与钱学森类似。
回国后，赵忠尧主持建成中国第一、二台质子静电加速器，为在国内建立核物理实验基地作出了重要贡献。1958年，赵忠尧负责筹建中国科学技术大学近代物理系并任系主任，1972年，他参与中国科学院高能物理研究所的筹建工作。
他的研究成果为研制正负电子对撞机提供了理论基础，同时也奠定了他在世界物理学界的地位。1988年，我国正负电子对撞机在北京正式建成，投资2.4亿元，这一项目从立项到最终实现经历了15年时间的准备，它是世界八大高能加速器中心之一，是我国高能核物理研究的重要设施。
1998年5月28日下午15时55分，赵忠尧因病逝世，享年96岁。
▲赵忠尧教授
1999年9月18日，在中华人民共和国成立五十周年之际，党中央、国务院、中央军委隆重表彰为我国“两弹一星”（“两弹”其中的一弹是指原子弹和氢弹，另一弹是指导弹，“一星”是指人造地球卫星）事业作出突出贡献的23位科技专家，并授予他们“两弹一星功勋奖章”。
令人叹惋的是，在与诺贝尔奖擦肩而过后，由于赵忠尧在颁发“两弹一星”功勋奖章之前去世，身为中国核物理奠基人的他，又一次与“两弹一星”功勋奖章无缘，这不能不说是一种遗憾。
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