趙忠堯

趙忠堯（1902年6月27日—1998年5月28日），男，浙江諸暨人，中國物理學家，中國核物理、中子物理、加速器和宇宙線研究的先驅和啟蒙者。其早期對γ射線散射中反常吸收和特殊輻射的實驗發現，在正電子、反物質的科學發現史上有重要意義。他在1930年成為歷史上首名捕捉正電子的人，其研究直接促成物理學家卡爾·戴維·安德森於1936年獲得諾貝爾物理學獎，安德森在晚年承認他的研究是建基在趙忠堯的基礎之上。^[1]

趙忠堯
出生	(1902-06-27)1902年6月27日  大清浙江省諸暨縣
逝世	1998年5月28日(1998歲—05—28)（95歲）  中國北京市海淀區中國人民解放軍總醫院
居住地	南京→北京→麻省劍橋→加州帕薩迪納（期間派赴德國）→加州帕薩迪納→北京→昆明→北京→麻省劍橋→加州帕薩迪納→香港→北京
國籍	中華人民共和國
母校	加州理工學院博士（1930年） 加州理工學院碩士（1929年） 東南大學物理學學士（1927年）
知名於	《硬γ射線的散射》 《混合宇宙線簇射》 《質子轟擊F19時所產生的低能α粒子的研究》 中國70萬及200萬伏高氣壓型的質子靜電加速器研製 中國的正負電子對撞機理論開拓者 第一個觀測到正電子、正反物質湮滅的物理學家，也是物理學史上第一個發現了反物質的發現者
配偶	鄭毓英
兒女	趙維仁、趙維勤
獎項	1995年，獲得何梁何利科學與技術進步獎 兩彈一星功勳獎章
科學生涯
研究領域	理論物理學 實驗物理
機構	麻省理工學院物理系宇宙實驗室 美國原子能委員會核物理科學研究院 中國科學技術大學物理實驗室 中國科學院原子能研究所 中國科學院高能物理研究所
博士導師	密立根
其他指導者	盧瑟福
博士生	王淦昌、彭桓武、錢三強、鄧稼先、朱光亞、周光召、程開甲、唐孝威等
其他著名學生	楊振寧 李政道
施影響於	卡爾·戴維·安德森
備註
世界上首位準確預測正負電子對撞結果的科學家 人類物理學史上第一個發現反物質的物理學家 中國原子核物理、中子物理、宇宙線研究的先驅、啟蒙者和奠基人 中國科學院院士 （數學物理學部，1955年） 中國工程院院士

生平

1920年浙江諸暨中學畢業後，考入南京高等師範學校（後改為國立東南大學、國立中央大學、國立南京大學）數理化部，修讀化學、數學、物理課程，師從任鴻雋、王季梁、孫洪芬、張子高、胡剛復、葉企孫、何魯、熊慶來等人；因父親去世，家境困難，1924年春留校在物理系擔任助教，一面教書，一面聽課、考試，補足學分，1925年畢業於國立東南大學物理系，獲理學士學位。1925年夏隨同東大物理系教授葉企孫轉往北京清華學校（1928年更名清華大學）任教。

1927年夏赴美國加州理工學院留學，師從1923年諾貝爾物理獎得主、校長密立根，1931年獲博士學位。1931年赴德國在哈勒大學從事研究工作。

趙忠堯故居，清華照瀾院3號

1932年返國，回清華大學物理系任教授。1937年抗戰爆發，全家輾轉南下到昆明，利用休假在雲南大學任教；1938年清華大學與北京大學、南開大學合併組建西南聯合大學，任西南聯合大學教授。1945年，應吳有訓校長邀請回國立中央大學物理系任教，並擔任物理系主任。

1946年，赴美國參觀美國在太平洋中的原子彈實驗，並在麻省理工學院電機系靜電加速器實驗室、卡內基地磁研究所、加州理工學院核反應實驗室工作；其間購置核物理實驗器材。1948年，當選為中央研究院第一屆院士^[2]。1950年返國途中被美國政府拘留達數月之久。之後克服重重困難，於1950年底取道香港返回中國大陸，在中國科學院物理研究所、高能物理研究所工作。1955年當選中國科學院院士。1958年籌建中國科學技術大學近代物理系，兼任系主任。

1966年文革開始後，趙因為在三星鉛筆廠有股份，被定為「資本家」，又由於有滯留美國的經歷，被戴上「特務嫌疑」的帽子，關進了牛棚受到監視與審查。一直到1973年，高能物理研究所成立，趙忠堯得以恢復工作，擔任副所長並主管實驗物理部的工作。

1998年5月28日在北京逝世。

主要成就

• 發現反常吸收和特殊輻射，在人類歷史上第一次觀測到正電子，實驗發現反物質。1930年，趙忠堯發表《硬γ射線在物質中的吸收係數》和《硬γ射線的散射》等論文，發現了γ射線通過量子物質時的「反常吸收」，即正負電子對湮滅現象，實驗觀測到正電子。該發現是量子電動力學理論發展的里程碑。趙忠堯並沒有因該項成就被授予諾貝爾獎。兩年後，他的同學安德遜在威爾遜雲霧室中觀測到宇宙線的反物質——正電子的徑跡，獲諾貝爾物理獎。安德森注意到有一個粒子，它在磁場中的彎曲方向與電子在磁場中的彎曲方向相反。因此他知道這個粒子帶着一種不同的電荷，他還知道這個粒子的質量跟電子質量差不多。他得出的結論是，這個粒子的質量介於電子質量和質子質量之間。這是第一種被發現的反物質。他在回憶中提及：「我依稀記得，當時有一個研究生。我猜他跟其他研究生一樣，沒有讀過所有的理論。因此他（看到實驗結果後）沒有立即認識到那就是反物質；而反物質此前就已經被英國物理學家保羅·狄拉克預言出來了。」安德森提及的這件事是指1929年加州理工學院的研究生趙忠堯曾經也發現過相關的實驗現象，但貌似他當時的論文重點放在了硬伽馬射線的散射上，而不是正反物質的湮沒現象。趙忠堯後來也沒有再繼續跟進或指出正電子的說法，因此諾貝爾物理學獎最終頒給了卡爾·安德森，並第一次與華人科學家擦肩而過。^[3]諾貝爾物理獎得主丁肇中教授曾經評論：「要不是趙教授在30年代對正負電子湮滅發現做出的巨大貢獻，我們就不可能有正負電子對撞機，也就沒有今天的物理研究。」

• 在中國建立核物理實驗基地。1932年回國後，在極為簡陋的條件下在清華大學建立了核物理教學實驗室，從事γ射線、人工放射性和中子物理的研究工作。期間發表了《硬γ射線與原子核的相互作用》等有重要意義的成果和論文。1950年回國後，在中國科學院近代物理研究所主持核物理方面的工作，主持建成了中國第一台質子靜電加速器，使中國加速器技術邁出了第一步，還發展了真空技術、高電壓技術、離子源技術，對中國高技術工業的發展起了推動作用。在他主持下，以靜電加速器為基礎又建設了中國最早的核物理實驗室，開展了中國最早用加速器的核物理實驗。並且主持在中國科學技術大學建立起一個專業實驗室，開設了β譜儀、氣泡室、γ共振散射、穆斯堡爾效應、核反應等較先進的實驗。此後北京開建正負電子對撞機工程、加速器、質譜儀和同步輻射應用設施等等並投入運行，都積累着趙忠堯等老一輩科學家的心血。

• 啟蒙中國的核物理科學。首次在中國開設核物理課程，培養了中國第一批原子能專業人才。在長期的研究和教學工作中，培養大批人才，為中國核物理宗師，被稱為「中國原子能之父」。桃李滿天下，學生中許多為有關領域有所成就的專家學者，如王淦昌、錢三強、錢偉長、王大珩、楊振寧、李政道、朱光亞、鄧稼先、趙仁愷、馮端、朱清時等人。中國第一枚原子彈誕生，第一枚氫彈爆炸，第一艘核潛艇下水，第一個高能量正負電子對撞機問世，第一個核電站動土興建……這些原子能開發領域的成果，有將近一半的技術力量來自趙忠堯和他的學生們。趙忠堯奠定了中國原子核能事業的基礎。

參考文獻

1. CONG CAO, "CHINESE SCIENCE AND THE ‘NOBEL PRIZE COMPLEX", Minerva 42: 151–172, 2004 (PDF). [2009-10-10]. （原始內容 (PDF)存檔於2012-07-16）.
2. 趙忠堯 逝世院士一覽表 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 中央研究院
3. 有关正电子的发现. [2013-11-04]. （原始內容存檔於2019-08-25）.