一柄係著紅綢帶的普通鐵鍬,卻承載著鄧小平對未來中國科技發展的殷切希望,和所有炎黃子孫對振興中華的企盼。後來,科學家李政道回憶了自己與鄧小平的交往。他說:

如今中國科學院辦公大樓的二層大廳,依然懸掛著小平先生揮鍬為北京正負電子對撞機國家實驗室工程奠基的巨幅照片。該照片記錄的就是小平先生1984年10月7日參加對撞機建造慶典的重要時刻。

此前小平先生等國家領導人觀看了工程的模型,詳細聽取了對撞機性能和用途的彙報。當工程負責人謝家麟介紹我在這次工程的論證過程中,付出很大的辛勞,起到很大作用時,小平先生握著我的手說:“應該謝謝你的關心和支持。”

1985年,中共中央通過了《關於科技體製改革的決定》。鄧小平在當年的全國科學大會上所作的報告中說:

經濟體製改革和科技體製改革都是為了解決一個問題,就是怎樣吸收新技術,采用新技術,加速生產力的發展。發展高新技術是曆史賦予我們的重任。中國如果不能達到用高新技術產業大幅度提高勞動生產率這一目標的話,中國永遠也富不起來!

七八十年代,麵對世界各相繼出台高科技計劃的局麵,中國也開始製定了自己的高科技計劃,“863”計劃。王大珩說:

“863”計劃提出來,原則上是一個比較長遠的目標,是為下一個世紀該幹的事情多做一些準備工作。

1988年9月12日,鄧小平在聽取工作彙報時說:

馬克思講過科學技術是生產力,這是非常正確的,現在看來這樣說可能不夠,恐怕是第一生產力。

1988年10月16日,5時56分,我國第一座高能加速器,北京正負電子對撞機首次對撞成功。這是我國繼原子彈、氫彈爆炸成功,人造衛星上天之後,在高科技領域的又一重大突破性成就。

10月24日,鄧小平親臨電子對撞機現場,又一次談了發展高科技的想法。

1992年鄧小平南巡,他視察過的企業幾乎都是高新技術企業。在這些高科技企業裏,鄧小平握著青年科技人員的手說:我要握一握年輕人的手,科技的希望在年輕人。

鄧小平曾詢問企業科技人員:“科學技術是第一生產力的論斷,你們認為站得住腳嗎?”科技人員回答:“站得住腳。因為,我們是用實踐來回答這個問題的。”

後來,鄧小平南巡視察生化製藥廠時,再次強調了這些思想。鄧小平說:

我們中國人要在高科技領域占一席之地,就靠你們科技工作者了。我年歲大了,但我認為,有希望,有希望!

在鄧小平的親切關懷下,中國科學的基礎研究計劃和高科技計劃很快都提上了重要日程。我國的基礎性研究相對薄弱,如果不抓緊進行基礎科學研究,中國必將永遠落後下去。

改革開放以來,中國大量引進了外國的先進科技,也發展了經濟,但卻幾乎沒有形成自己擁有知識產權的產業。鄧小平說的:如果我們不努力,我們就會受別人欺負!

19世紀60年代麥克斯韋建立了麥克斯韋方程式,統一了電力和磁力。這一突破帶來了發電機、電動機、電報、電視、雷達,以及全部現代化通訊手段。

本世紀所有現代科學和技術的發展,如原子結構、分子物理、核能、激光、X光技術、半導體、超導體及超級計算機等,都是建立在相對論和量子力學的基礎之上。一切20世紀的科學文明,全都基於這兩個理論。它們改變了人類的整個生活。

無論是基礎研究還是發展高技術,都要巨額資金的投入。在這種情況下,中國國家自然科學基金會經費逐年增長。當然同日美等發達國家相比,還有相當大的差距。

在鄧小平以及其他中央領導的關懷下,中國的科技發展一日千裏,越來越贏得世界的矚目。

趙忠賢研究超導新科技

1987年3月18日晚上,在美國紐約希爾頓酒店,一間隻能容納1100人的大廳裏擠進了3000多人。其中有著名學者、研究生還有記者。當時連走廊上的閉路電視也被大家團團圍住。

這是會議臨時增加的內容。盡管主辦方限定每人發言5分鍾,核心報告也隻給10分鍾,但51個即席報告仍從晚上19時30分一直講到第二天3時15分。

人們後來把這個場麵熱烈的會議稱為“物理學界的伍德斯托克搖滾音樂節”,並把它和1957年的美國物理學年會並稱為二戰後物理學界最大的兩次震蕩。這是一場在世界範圍內持續了幾個月的超導競賽迎來的巔峰會議。

在1957年那次會議中,華裔科學家楊振寧宣布的不守恒理論為他和李政道贏得了當年的諾貝爾獎,而30年後的這一天,46歲的中國物理學家趙忠賢登上了主席台,成為當晚最耀眼的5位明星之一。

當晚的焦點是超導。那種在特定溫度下電阻突然消失的現象曾被美國《商業周刊》稱為“比電燈泡和晶體管還重要”。

從1986年開始,這一領域突然柳暗花明。率先取得突破的物理學家約翰內斯·貝德諾茲說:

在很多人心中產生了一種一切皆有可能的感覺。

趙忠賢是遼寧新民人,1941年1月出生。1959年,趙忠賢考入中國科技大學技術物理係。1964年畢業後,一直在中科院物理所從事低溫與超導研究。

1976年,從英國劍橋大學進修兩年歸來的趙忠賢,開始從事高溫超導電性研究。趙忠賢曾是國家“863”計劃、“攀登”計劃和“973”計劃重大研究項目的專家組成員。

趙忠賢率領自己的科研小組完成了多項國防任務,獲得全國科學大會獎勵。發現從非線性到線性區轉變的臨界點與臨界電流呈線性關係,獨立發現液氮溫區超導體Ba-Y-Cu-O。趙忠賢長期從事低溫與超導研究。超導研究很早在科學界就是熱點。

趙忠賢說,超導是一種迷人的自然現象。它是導體被冷卻到絕對零度即零下273度附近時,突然出現電阻完全消失,從而處於不耗電和不發熱的狀態。這是一個誘人的理想境界!它可以使電力更節省,電腦體積更小,火車時速達到300公裏以上……

超導現象一開始就不是理論的產物,它源於19世紀末20世紀初對低溫世界的好奇。發現這一現象的荷蘭物理學家卡末林·昂內斯是從氫和氦的液化開始。荷蘭物理學家卡西米爾曾評論說:

一旦昂內斯給了他們液氦,告訴他們測量金屬的電阻,他們就不可能不發現超導電性。

1911年,昂內斯的學生霍爾斯特首先觀察到起始轉變溫度42K的超導現象,1913年昂內斯因低溫研究獲諾貝爾物理學獎。然而,從42K到15K用了30年,到23K又是一個30年,而這個紀錄一停頓就是13年。

到了20世紀60年代,超導研究形成了一門低溫超導電技術,並在很多方麵得到了應用。1963年,瑞士科學家卡爾·亞曆山大·繆勒進入國際商用機器公司蘇黎世研究實驗室,1978年他接觸了超導,又過了5年,他和年輕同事貝德諾茲一起,用業餘時間研究氧化物超導體。

1986年1月,繆勒他們在鑭鋇銅氧材料中觀察到30K左右的起始轉變溫度。為保險起見,繆勒對這個難以置信的結果反複實驗,直到4月中旬才向德國一家小雜誌《物理學》送交了論文,題目中謹慎地使用了“可能”的字眼。文章直到9月17日才正式發表。

直到進一步的磁測量支持了原來結論,他們才將第二篇論文寄到《歐洲物理快報》,此時已是10月22日,發表則是1987年初。

由於20世紀80年代以前,曾經有很多科學家宣稱發現了高溫超導材料,卻無一得到證實,所以科學界對這種“狼來了”的把戲已經厭倦了。

同時,加上兩位科學家自己和雜誌的知名度都不高,貝德諾茲和繆勒估計,同行要證實和接受他們的工作,可能至少要兩三年。

然而,在中國、日本和美國,都有科學家分別注意到這個方向。

1986年9月,日本電子技術實驗室的科學家獲得消息,立即重複實驗,但沒有成功。9月底,後來的中國超導研究領軍人物、當時還是中科院物理所助理研究員的趙忠賢也在所內圖書館的資料中讀到了剛發表的文章。

“我認為繆勒的想法是有道理的,盡管對於真正的機製至今也不清楚。”趙忠賢說,此前,他剛在美國進行過一年的超導合作研究。就在當年4月,“所裏的李蔭遠老先生把《美國應用物理》雜誌中關於氧化物超導研究的文章給我看,我還沒有相信”。10月中旬,趙忠賢就聯絡幾位同事開始了實驗。

10月4日,在日本的一次超導材料會議上,東京大學教授北澤宏一也獲悉了貝德諾茲和繆勒的文章,但沒有相信。11月初,他的助理高木英典建議將重複這項實驗作為本科生畢業論文的課題,北澤甚至不得不重新查找論文出處。出人意料的是,11月6日開始實驗後僅7天,高木英典就打來電話,本科生金澤尚一成功地用磁測量證實了實驗結果。東京大學的研究於是迅速全麵展開。

這是國際上首次獨立證實貝德諾茲和繆勒的成果。11月19日,研究小組負責人田中昭二在日本一次會議上的簡要通報,迅速點燃了日本的研究熱潮。11月22日,他們的首篇論文寄到《日本應用物理》雜誌,6天後消息出現在《朝日新聞》上。

12月23日,東京大學工業化學係的一個新材料研究小組還提出了世界上第一份高溫超導材料專利申請。

美國最早反應的是休斯敦大學教授朱經武。他首次讀到貝德諾茲和繆勒的論文已是東京大學開始實驗的11月6日,但他的行動更果斷,立即要求手下的研究人員停下一切工作,兩三天內就開始實驗。至於相信的理由,朱經武在1997年回憶:

我們一直在做鋇鉛鉍氧化物,一直覺得在氧化物裏搞超導很有希望,所以一看到他們的文章就絕對相信,雖然當時那些報道的結果還不是那麼詳細。