赵忠贤：中国高温超导的领航人_

赵忠贤。图片来源：中国科学院大学物理科学学院官网

导读：

获得国家自然科学一等奖、当上院士之后，赵忠贤没做研究所所长（含副职，下同）、大学校长、中国科学院院长之类职务，仍然没有多大的权势，仍然没有带很大的队伍，仍然只是一位在科研一线打拼的科学家。但他再次做出了重要成果，并在相当程度上引领了中国高温超导研究的方向。

董文凯熊卫民 | 撰文

“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“Tc”）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（图片来源：赵忠贤.七十载为国家科技发展立业新时代创世界科技强国立功[J].中国科学院院刊,2019 (10) ）

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。

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。

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。

部分赴英进修生在剑桥大学三一学院合影（右3为赵忠贤，图片来源于沈恂研究员（右4））

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。

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Tc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Tc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Tc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Ti80Pd20。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Tc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Tc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究的十年目标，即将超导体的Tc提高至30K（当时国际上获得的最高Tc为23.2K）。会议内容主要包括两部分：一是学术报告讨论会。由于探索高温超导体在国内尚属新兴课题，参会人员在这方面的研究经验较为缺乏，他们就利用第二届全国低温与超导学术会议结束后的半年时间，开展相关文献调研，并在这次讨论会上进行报告和深入讨论。二是规划研究课题。在报告讨论的基础上，拟定二三年内的课题研究方向，并根据各单位的研究特色，如“有的理论强，有的实验条件好，有的搞材料，有的搞分析，有的搞基础理论，有的搞冶金焙炼”⑧，各单位之间开展广泛的分工协作，避免不必要的重复工作。值得一提的是，这次会议得到的资助仅有800元，会议条件相当艰苦，但科研人员的研究热情异常高涨，中国的高温超导研究队伍逐步建立起来。

之后，在赵忠贤等人的组织下，这个会议得到延续，截至1986年11月共举办了6次（每两年举办一次）。在之后的几次会议上，出国学术交流人员充分介绍和探讨了国际超导研究的前沿，较好地开拓了国内超导学者的思路和视野（由于外汇紧张，20世纪80年代国内学者出国交流的机会并不多）。如在1984年的第5次会议上，赵忠贤与陆果合作作了“重费米子超导体”的特约报告。张裕恒提到这场报告对他的启发：“国内搞重费米子，最早是我搞的，可我一开始并不了解重费米子是怎么回事，是他（赵忠贤）从国外开会带回来的一次报告，讲到了重费米子，后来我就在这方面做了一些工作。” ⑨正如会议主要组织者赵忠贤所说，“这一系列会议……对于促进学术交流，提高研究水平，坚定信心，培养人才，都起到了极为重要的作用”[21]。

1986年第六届全国高临界参数超导体会议参会人员合照（图片由张裕恒院士提供）

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四发现液氮温区铜氧化物超导体

1986年1月，国际商业机器公司的物理学家柏诺兹（J. G. Bednorz）和缪勒（K. A. Müller）发现了一种Tc在30K左右的新型铜氧化物超导体——LaBaCuO（镧钡铜氧），突破了此前世界上已知超导体的最高Tc。同年4月，他们撰写论文并向联邦德国的《物理学报》（Zeitschrift für Physik B）投稿。赵忠贤于10月初读到这篇文章后，立即就意识到了它的重要性。根据以往的研究经验，他认为，这种氧化物中Cu3+和Cu2+之间的巡游电子可能导致姜泰勒效应（Jahn-Teller effect）的出现，使晶体的晶格发生畸变，从而产生高Tc的超导电性[22]。而该文章没有给出超导体的另一重要性质——完全抗磁性，“可能是多晶陶瓷样品中超导成份少”的原因[23]。赵忠贤很快便找到对陶瓷化合物和单晶生长有研究经验的陈立泉和黄玉珍，后又加上对高温超导研究感兴趣的同事崔长庚，临时成立一个4人研究小组，对该论文进行验证并开展相关研究，赵忠贤为项目的负责人。

到12月底时，赵忠贤等人通过元素替代、改变原料配比等方式，合成出一系列LaSrCuO（镧锶铜氧）和LaBaCuO材料样品，并在其中两个样品中发现了48.6K和46.3K的Tc，这是当时世界上最高的Tc纪录。而更加令人兴奋的是，他们甚至在LaBaCuO系列的样品中多次观察到70K以上的超导迹象，相关论文于1987年1月14日提交给《科学通报》[24]。12月27日，《人民日报》以头版头条对此进行了报道[25]。由于70K已接近液氮温度，是实现超导工业化应用的关键一步，因此，国内外媒体和科学家对此事都较为关注。《纽约时报》评：“如果确实的话，这个成果可列为现代中国在实验物理学方面的第一个重要成果。”[26] 由于这一消息是通过媒体对外公布的，也使得一些国际同行对赵忠贤等人的结果持质疑态度。

在国内外广泛关注的压力下，自12月27日后，赵忠贤等人不断尝试重复实验结果。他们通宵达旦地工作，“没有床，困得实在受不了的时候，就在桌子上躺一躺或在椅子上靠一会儿打个盹儿，醒了就继续做实验”（[2]，页442）。1987年1月初，赵忠贤带领小组继续制备LaBaCuO体系的单相样品，但获得的样品Tc均在40K左右，没能再观察到70K的超导迹象。到了1月底，他们想到先前做出70K超导迹象的样品原料生产于20世纪50年代，因此开始怀疑原料的杂质因素。化学成分分析表明，先前使用的原料的确含有其他稀土杂质。通过小组讨论，他们认为，通过元素掺杂的方式，“在多相材料中才有可能找到新的具有更高临界转变温度的亚稳相”超导体（[3]，页182）。于是，从2月6日开始，他们又将注意力转向多相样品制备，并开展了一系列的稀土元素掺杂和取代工作，尤其是用原子半径小的钪、钇、镱等稀土元素取代镧[23]。

2月16日，赵忠贤等人从广播中得知，美国的朱经武实验室发现了Tc达98K的超导体（但并未公布新超导体的成分），这一消息敦促他们尽快找到当前研究的突破口。转机出现在2月19日中午，在一个成分为YBaCuO（钇钡铜氧）的样品中，他们观察到电阻-温度曲线于110K处偏离直线的现象。经进一步的检测分析，最终于2月20日凌晨确定该样品的Tc为78.5K，这是中国方面发现的第1块液氮温区超导体。2月21日，《科学通报》收到了赵忠贤等人撰写的相关论文[27]。紧接着，2月23日，他们又制出第二批样品，证明其合成工艺具有可重复性。第二天，中国科学院在物理所召开新闻发布会，宣布：物理所赵忠贤、陈立泉等人发现YBaCuO液氮温区超导体。这是国际上首次公布液氮温区超导体的成分。发布会结束后的第二天，中央政治局委员胡启立、方毅等中央领导到物理所视察，对他们进行了祝贺，称其证明“中国人有实力可以自立于世界民族之林”[28]。铜氧化物超导体发现者之一的柏诺兹获悉后也表示，“赵教授及其同事们的研究成果是举世瞩目的”⑩。

1987年3月18日，美国物理学会在纽约召开高温超导专题讨论会。这是一次受世人瞩目的会议，到场的物理学家超过3000人。赵忠贤作为会议邀请的五位大会报告人之一，在会场上受到国际媒体的关注。Science杂志以“超导现象正在发生”为题对此次会议进行了报道，文中还专门刊登了赵忠贤出席会议的照片[29]。正如超导国家重点实验室主任周兴江所评价的：“在当时这是中国科学家非常少有的在国际学术舞台上的亮相, 标志着中国科学家在基础物理研究方面走向了世界的前列。”[30]

Science杂志报道在美国召开的高温超导专题讨论会。图片来源于Science杂志官网。

液氮温区超导体的发现及后续成果先后获得1986年第三世界科学物理奖和1989年国家自然科学奖一等奖等国内外重要奖项，赵忠贤也因此当选为第三世界科学院院士（1987年）和中国科学院院士（1991年）。

在开展科学研究的同时，赵忠贤还积极推动国内超导研究机构的建立，以进一步提升国内的超导研究水平。1987年3月，刚从美国参会回来的赵忠贤就联合陈立泉向科研部门建议，尽早成立国家超导实验室，组织协作攻关[31]。5月，物理所向中国科学院正式提交了《高临界温度超导体联合实验室计划任务书》。7月，国家计委批准在物理所筹建国家超导实验室[32]。1991年4月，国家超导实验室通过专家小组验收，正式挂牌成立。同时，该实验室被列入国家重点实验室行列，正式命名为“超导国家重点实验室”。赵忠贤担任实验室首届主任。超导国家重点实验室拥有众多国际一流的仪器设备，相对充裕的科研经费，显著提升了中国超导物理的科研条件。

在推动中国超导学科的国际交流方面，他发挥自己过人的科研组织能力，通过参与组织举办1987年北京国际高Tc超导电性学术讨论会[33]、1989年北京高温超导体第2次国际会议[34]和1990 年北京国际高温超导物理讲习班[35]等国际会议，帮助中国超导学科融入国际主流。

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五铁基超导研究再创佳绩

进入20世纪90年代后，高温超导领域未再出现新的重大突破，国际上关于高温超导体的研究也随之渐渐陷入低潮。此时，赵忠贤没有轻易地转变研究方向，而是带领团队，一方面专注于铜氧化物高温超导体的超导电性机理研究，另一方面则尝试引入新的材料合成方法继续探索高温超导材料。例如，2000年，他们利用高压合成法成功制备了Tc达115K的PrCaBaCu0（镨钙钡铜氧）超导体，为研究Pr-123相化合物的超导电性机理提供了重要参考[36]。赵忠贤在高温超导领域的长期坚持和积累也为他在铁基超导研究中取得第二次重要突破奠定了基础。

2008年1月，日本东京工业大学的细野秀雄（H. Hosono）课题组发现了Tc达26K的LaOFeAs（镧氧铁砷）超导材料，国内超导学者了解到相关信息后，迅速跟进。3月2日，物理所王楠林课题组率先重复出了细野秀雄小组的工作。之后，国内外很快掀起铁基超导体的研究热潮。美国橡树岭国家实验室的辛格（D. J. Singh）等人和美国罗格斯大学的豪勒（K. Haule）等人分别在3月4日和3月9日计算了LaOFeAs超导体的电子结构，初步揭示该超导体属于一种不同于铜氧化物超导体的新型高温超导体[37, 38]。赵忠贤带领的小组不仅具有丰富的超导材料合成经验，而且“日本小组的报道与赵忠贤团队多年形成的思路产生了共鸣”[30]。3月29日，赵忠贤小组利用高压合成法率先在国际上发现了Tc超过50K的PrOFeAs（镨氧铁砷）超导材料[39]。4月16日，他们又将SmOFeAs的Tc进一步提高到55K[40]。这是当时已报道的所有非铜氧化物超导体中的最高Tc。4月25日，Science杂志以“新超导体将中国超导物理学家推到最前沿”为题发表了评论文章，指出：“中国如洪流般涌现的结果，标志着中国在凝聚态物理领域已经成为一个强国。” [41]

为表彰中国科学家在铁基超导领域做出的重要贡献，2014年1月，“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”获得2013年国家自然科学奖一等奖（赵忠贤为第一完成人）；2015年，赵忠贤在第11届国际超导材料与机理大会上被授予马蒂亚斯奖（Bernd Matthias Prize），这是超导领域重要的国际奖项。赵忠贤坦然面对这些荣誉，他认为，“中国有几千万人姓赵，国外‘ZHAO’喊得再多，归根结底不过是说一个中国人。如果说争光，那是给中国争光了。” ⑪

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六取得重要科学成果的原因

在这长达50多年的科研生涯中，赵忠贤能够持续不断地产出重要创新成果的原因值得探讨。

首先，赵忠贤具有敏锐的物理直觉。这一点早在1974年他去剑桥大学进修时就有所体现。当时，他面临着研究选题的问题。赵忠贤没有选择最简单的方式——直接加入同事正在开展的工作，而是先对大家的课题做了一番了解，经过认真思考，他找到别人没有研究过，而同时自己又有可能做出成绩的课题，并最终完成了令合作导师刮目相看的结果。再如，当他看到柏诺兹和缪勒的研究论文时，很快便意识到铜氧化物超导体的价值所在，而在当时，国际超导界普遍认为像铜氧化物这样的绝缘体中不太可能发现超导体。这些例子均说明赵忠贤具有极其敏锐的物理直觉，以至于国际著名超导物理学家朱经武称其在物理学领域具有“很不寻常的天分”[10]。

其次，赵忠贤接受了超导物理学最前沿的学科训练。除了在中科大学习期间接受中国超导物理学两位奠基人的亲自指导外，他还得到了到剑桥大学这样国际一流的科研机构进修的机会。在具有国际视野的科学家的指导下，赵忠贤心无旁骛地从事前沿的超导研究，学习他们解决科学难题的思维和方法，使他打下了比同龄人更坚实的学科基础。同时，这次经历也使其结识了一些国际同行，夯实了语言基础，使他在“文化大革命”结束后获得更多的国际学术交流机会。在这样一种“马太效应”的加持下，赵忠贤一直活跃在国际超导物理学的研究前沿。

第三，赵忠贤拥有优秀的科研组织能力。他说：“一位优秀的学科带头人，还应是一位优秀的科学组织家。”[42] 无疑，他也是这样对自己要求的。早在1976年“文化大革命”尚未结束时，他就开始在国内组建高温超导研究队伍，并受到包括蔡建华、龚昌德等著名物理学者的热情欢迎。后来，在当年年底，他又成功组织召开国内第一届高温超导讨论会，参会单位有十几家，会议日程达8天之久。在那个年代，为如此规模的一次会议筹措经费是相当不易的事情，而且他当时还只是一名研究实习员。后来，这个系列会议在他的组织下，到1986年11月共连续召开6届。对于一名科学家来说，这种过人的科研组织能力同样是一种难得的品质。

机会总是留给有准备的人。在敏锐的物理直觉、扎实前沿的学科训练以及优秀的科研组织能力这些条件均具备的情况下，当重要的科学突破来临时，赵忠贤自然可以抓住机会，奋力拼搏，取得一系列重要创新成果。

当下之中国，在提及杰出科学家时，经常给他们加上“领军人才”“战略科学家”之类的头衔。前者要带很大的队伍，往往是解决生产实际问题的技术专家[43]；后者参与国家科技规划的制定，服务国家的战略需求，往往很有权势[44]；二者都掌握很多的科研经费。

赵忠贤并不合适戴上这类“帽子”。他在20世纪70年代末至80年代前期就有了广泛影响，但当时他职位很低，并没有权势，也没带多大的研究队伍，更没有很多的研究经费。获得国家自然科学一等奖、当上院士之后，他没做研究所所长（含副职，下同）、大学校长、中国科学院院长之类职务，仍然没有多大的权势，仍然没有带很大的队伍，仍然只是一位在科研一线打拼的科学家。然而，他再次做出了重要成果，并在相当程度上引领了中国高温超导研究的方向。

笔者认为，20世纪50年代的沃森（J. D. Watson）、克里克（F. H. C. Crick），或者更早的法拉第（M. Faraday）、达尔文（C. R. Darwin）、孟德尔（G. J. Mendel）、爱因斯坦（A. Einstein）等人，他们有共同的特点，那就是不具备权势，研究队伍规模小，也没有很多的研究经费，他们凭借对科学的热爱和敏锐的直觉，在有价值的领域（很多时候是他们开辟出来的新领域）探索，做出原始创新成果，赢得声望，并引来一些早期跟随者，令新领域得以产出更多的成就。随着相关成就，尤其是应用成就的不断产生，引来大量的中期、后期跟随者。他们不是科学上的领军人物、战略家，而是科学上的领航人（Scientific Pilot）。

当然，赵忠贤的成就还不能与法拉第、达尔文、孟德尔、爱因斯坦、沃森、克里克等人的相提并论。事实上，他也不是铜基、铁基超导体的原创者，而只是这类研究的早期跟随者、新高度的达成者。但是，像他这种科学领航人，是我们国家当前所急需的。经过数十年对科学研究的大规模投入，目前我国的科研水平已有了很大提升，在不少领域已经到达了无人区。在这个亟待原创成果的年代，对科学领航人及其早期跟随者的需要尤其大。原创成果需要经费，但不是用钱能堆出来的。与此相应，科学领航人及其早期跟随者也不是政府能够轻易培养出来的。我们应当提供更加自由宽松的环境，让创新人才得以成长并脱颖而出。

致谢：在选题阶段，得到了中国科学院大学王大明教授的鼓励和建议；在资料搜集阶段，中科大张裕恒院士、物理所王龙研究员、胡欣老师接受了我们的访谈，物理所周兴江、郑宗爽和毕永贞等老师给予我们以帮助。在此一并表示感谢。

本文首发于《科学文化评论》第21卷第2期(2024)，《赛先生》获作者授权发布。

参考文献：（上下滑动可浏览）

[1]赵忠贤. 获奖是新的起点——在第二届“宋庆龄少年儿童发明奖”座谈会上的演讲[J]. 青少年科技博览, 2003, 12: 1.

[2]陈佳洱. 20世纪中国知名科学家学术成就概览·物理学卷·第三分册[M]. 北京: 科学出版社, 2015. 434—436.

[3]刘兵. 著名超导物理学家列传[M]. 北京: 北京大学出版社, 1988. 178.

[4]丁兆君. 中国科学技术大学的创新型人才培养[J]. 科学文化评论, 2018, 15(3): 31—51.

[5]李雅明. 管惟炎口述历史回忆录[M]. 新竹: “清华大学”出版社, 2004. 220.

[6]王玉鹏.中国科学院物理研究所志(1928—2010)[M]. 北京: 中国大百科全书出版社, 2015. 146.

[7]中国科学院物理研究所.中国科学院物理研究所一九七二年科研生产计划[B]. 1972年3月. 北京: 中国科学院物理研究所档案室, A003-205-7.

[8]徐丁丁. 20世纪六七十年代中国科学院与英国皇家学会科技交往的建立和恢复[J]. 当代中国史研究, 2019, (3): 122—130, 160.

[9]中国科学家代表团出访四国情况的报告[R]. 院史资料与研究, 2004, 6: 50—60.

[10]吴燕, 刘兵. 对1986—1987年赵忠贤小组高温超导研究突破的方法追溯——以文献与口述为中心[J]. 中国科技史杂志, 2012, 33(2): 143—155.

[11] Lumley J M, Evetts J E, Chao C H.. Flux Flow Measurements in Irreversible Type-II Superconductors [J]. Journal of Physique Letters, 1978, 39: 393—395.

[12]中国科学院物理研究所.中国科学院物理研究所一九七六年科研生产计划[B]. 1976年3月. 北京: 中国科学院物理研究所档案室, A003-236-3.

[13]赵忠贤. 探索高临界温度超导体[J]. 物理, 1977,(4): 211—216.

[14]中国科学院物理研究所.物理所当前工作要点[B]. 1979年3月. 北京: 中国科学院物理研究所档案室, A003-273-2.

[15]赵忠贤, 朱元贞, 罗棨光. REMo6S8(Se8)超导临界温度与共价半径的关系[J]. 科学通报, 1980, (8): 344—346.

[16]中国科学院物理研究所.室主任推荐意见[B]. 1981年1月. 北京: 中国科学院物理研究所档案室, 5-2-6-01-5.

[17]金作文, 冉启泽, 刘志毅, 等. Ti-Pd系的超导性[J]. 低温物理, 1980, (3): 261—262.

[18]中国科学院物理研究所.研究工作总结报告[B]. 1982年3月. 北京: 中国科学院物理研究所档案室, 5-2-3-01-2.

[19] Allender D, Bray J, Bardeen J.. Model for an Excitation Mechanism of Superconductivity[J]. Physical Review B, 1973, (3): 1020—1029.

[20]赵忠贤, 韩汝珊, 韩汝琦, 等. 一种可能的ABB型激子超导体[J]. 自然杂志, 1979, (6): 6—7.

[21]赵忠贤. 学术交流推动了超导研究[J]. 学会, 1991, (Z1): 44—45.

[22]中国科学院物理研究所.赵忠贤在美国物理学年会上的报告[B]. 1987年5月, 北京: 中国科学院物理研究所档案室, 5-7-1-2-02-10.

[23]中国科学院物理研究所.液氮温区氧化物超导体的发现[B]. 1988年3月. 北京: 中国科学院物理研究所档案室, 5-7-1-2-01.

[24]赵忠贤, 陈立泉, 崔长庚, 等. Sr(Ba)-La-Cu氧化物的高临界温度超导电性[J]. 科学通报, 1987, (3): 177—179.

[25]张继民, 黄兴章. 我发现迄今世界转变温度最高超导体[N]. 人民日报, 1986-12-27: 1.

[26]美报评中国发现迄今转变温度最高超导体[N]. 参考消息, 1987-01-15: 2.

[27]赵忠贤, 陈立泉, 杨乾声, 等. Ba-Y-Cu氧化物液氮温区的超导电性[J]. 科学通报, 1987, (6): 412—414.

[28]中国科学院物理研究所.有关超导工作的简报和领导讲话等[B]. 1987年9月. 北京: 中国科学院物理研究所档案室, 5-7-1-1-02-6.

[29] A Superconductivity Happing[N]. Science Research news. 1987-03-27: 1571.

[30]周兴江. 高温超导的发展历程及其重要意义[J]. 科学通报, 2017, 62(8): 745—748.

[31]赵忠贤、陈立泉建议成立国家超导中心实验室[N]. 光明日报, 1987-04-04: 1.

[32]中国科学院物理研究所.国家超导研究开发攻关年报(1987.7-1988.7)[B]. 1989年2月. 北京: 中国科学院物理研究所档案室, A003-WS-00330.

[33]中国科学院物理研究所.超导通讯第22期国家超导攻关第一次学术讨论会在长沙举行[B]. 1987年12月. 北京: 中国科学院物理研究所档案室, A003-WS-00268-17.

[34]中国科学院物理研究所.物理所简报第十八期北京高温超导体第二次国际会议明年举行[B]. 1988年11月. 北京: 中国科学院物理研究所档案室, A003-WS-00318-18.

[35]中国科学院物理研究所.超导通讯第10期一九九二年北京高温超导国际会议总结(摘要)BHTSC’92[B]. 1992年8月. 北京: 中国科学院物理研究所档案室, 1992-B-01-005-9.

[36] Zhao Z X, Li K Q, Che G C.. Superconductivity in Ca-doped Pr-123 System[J]. Physica C, 2000, (341—348): 331—334.

[37] Singh D J, Du M H.. Density functional study of LaFeAsO1-xFx: A low carrier density superconductor near itinerant magnetism[J]. Physical Review Letters, 2008, 100(23): 237003.

[38] Haule K, Shim J H, Kotliar G.. Correlated electronic structure of LaO1-xFxFeAs[J]. Physical Review Letters,2008, 100(22): 226402.

[39] Ren Z A, Yang J, Lu W, et al. Superconductivity at 52 K in iron based F doped layered quaternary compound Pr[O1−xFx]FeAs[J]. Materials Research Innovations, 2008, 12(3): 105—106.

[40] Ren Z A, Che G C, Dong X L, et al. Superconductivity and phase diagram in iron-based arsenic-oxides ReFeAsO1−δ (Re = rare-earth metal) without fluorine doping[J]. Europhysics Letters, 2008, 83(1): 17002.

[41] New Superconductors Propel Chinese Physicists to Forefront[J]. Science, 2008, 320(5875): 432-433.

[42]柏生, 国华. 超导绽开出墙花——访国际著名超导物理学家、中国科学院学部委员赵忠贤教授[J]. 科学学与科学技术管理, 1993, (7): 44—46.