诺奖委员会考虑过授奖给赵忠尧吗？

赵忠尧（1902年6月27日－1998年5月28日）。图源：tsinghua.org.cn

导读：      常在国内媒体中见到赵忠尧、王淦昌或者其他某位中国科学家与诺贝尔奖擦肩而过之类报道。2022年6月，科学巨擘李政道也表示，瑞典皇家学会曾郑重考虑过授予赵忠尧诺贝尔奖。      科学史学者熊卫民和他的研究生陈长玉敏锐地意识到，倘若此言属实，则中国人获得诺贝尔奖提名的历史将被改写。本着实事求是的态度，他们对李政道所谈及的这段历史进行了核验，并对赵忠尧未能获奖的原因做了分析，还对获得诺贝尔奖的工作、获得诺贝尔奖提名的工作、可能获得诺贝尔奖的工作做了区分。

陈长玉 熊卫民 ｜ 撰文

2022年6月27日，中国科学技术大学（以下简称“中科大”）物理学院以线上和线下相结合的方式隆重举办了“纪念赵忠尧先生诞辰120周年学术研讨会”。国内外多个机构的多位著名物理学家纷纷上会回顾了赵先生的事迹。他们说，赵忠尧是我国核物理的奠基人，一生从事科研、教学工作，为国家培养了大量科学人才。他1928—1930年在加州理工学院读博士期间进行了一系列有关γ射线与物质相互作用的高难实验，为当时的物理学发展，尤其是随后的正电子的发现，做出了重大贡献。他们还谈到了赵忠尧对自己的影响。譬如，1976年诺贝尔物理学奖获得者丁肇中先生就在会上说：“赵忠尧院士的发现——光可以变成正负电子对，启发我一系列的实验。”[注1]此会被“知识分子”“蔻享”“墨子沙龙”“中科院高能所”“现代物理知识”等网络平台直播，相关新闻稿出来后，又被网易、腾讯、新浪、知乎等多个影响力巨大的互联网平台转载，产生了很大的影响。

本文两位笔者均参加了这次会议。会议上令我们印象深刻的话语不是赵忠尧当年的研究有多重要，是否达到了诺贝尔奖级——已有很多这方面的报道，有些甚至说“这个发现原本可以让他成为中国第一个诺贝尔奖的获得者”[注2]以及“世界欠中国一个诺贝尔奖”[注3]——而是1957年诺贝尔物理学奖获得者李政道委托其子李中清代读的发言稿中的一段话：

二十多年前[注4]，瑞典皇家学会的Ekspong教授告诉我，当时瑞典皇家学会曾郑重考虑过授予赵老师诺贝尔奖。不幸，有一位在德国工作的物理学家在文献上报告她的结果和赵老师的观察不同，提出了疑问。当然，赵老师的实验和观察是完全准确的，错误的是提出疑问的科学家。可是在30年代初瑞典皇家学会以谨慎为主，没有授予赵老师诺贝尔奖。Ekspong教授和我都觉得赵老师完全应该得诺贝尔物理奖。赵老师本来应该是第一个获诺贝尔物理奖的中国人，只是由于当时别人的错误把赵老师的光荣埋没了。[注5]

倘若此言属实，则国人获得诺贝尔奖提名的历史将往前大幅推进，中国近代科学技术历史也将被改写。这是何等要紧的大事！

图1 李政道教授（1926- ）。本图由任知恕先生提供

SAIXIANSHENG诺奖委员会并未考虑过授奖给赵忠尧

为检验李政道的说法，研讨会尚未结束，本文两位作者就迅速展开了探索。若瑞典皇家学会（通常译为瑞典皇家科学院）确实曾郑重考虑过授予赵忠尧诺贝尔奖，则赵忠尧的名字应当被列入诺贝尔物理学奖候选人名单中。我们想到的第一个检验办法是：查阅诺贝尔物理学奖提名名单[注6]。

诺贝尔奖评选方式是提名制，因此每年会产生一份提名名单，名单的保密期是50年。诺贝尔奖目前已经在官网上公开1901—1970年之间的提名名单。赵忠尧的重大贡献发生于1930年，若他获得过诺贝尔奖提名，我们应当可以在诺贝尔奖官方网站上查看到。为了确保不发生遗漏，我们检索了1901—1970年间每一年的物理学奖提名名单，但是均未见到赵忠尧的名字[注7]；我们又查化学奖提名名单，仍未见到赵忠尧的名字。不过，这个结果并未令我们灰心丧气。因为，还有这样一种可能性——赵忠尧在最初的推荐环节是被人提名过的，只是在后来的评选、讨论过程中未能进入最终候选人名单。

这里我们需要先对诺贝尔物理学奖获奖名单产生过程有一个了解。该奖评选过程启动于前一年的9月份，诺贝尔奖委员会首先向全球数以千计的有资格进行提名的专家（包括先前的诺贝尔奖获得者、诺贝尔奖评委会委员、特别指定的教授、诺贝尔奖评委会特邀教授等）发出提名邀请，收到邀请的科学家们对下一年的诺贝尔奖候选人进行提名，这个过程最晚截止到该年的1月底。接下来的2月会由瑞典皇家科学院组织的诺贝尔物理学奖委员会的委员筛选提名并选择初步候选人。3月—5月，这份名单会被委员会送到一些特别委任的专家手中，请他们对候选人的工作进行评估。6—8月，委员会再就收到的专家意见和推荐写成一份报告，并且签上委员会所有成员的名字，提交至瑞典皇家科学院，此时这份报告中就包含了最终候选人名单。在接下来的9月份，瑞典皇家科学院物理学部会召开两次会议，对这份报告进行讨论，获得绝大多数投票的候选人即成为当年的诺贝尔物理学奖获得者，而他/她（们）的名字会在10月初的发布会上发布。

按照这个程序，赵忠尧确实有可能在第一、二轮的提名过程中获得过推荐，只是在接下来的讨论、投票过程中被淘汰了。但诺贝尔奖委员会提名工作手册中的一段话——“按类别和年份浏览提供了一个简单的方法来列出某一特定年份的所有诺贝尔奖提名。只需选择类别和年份，然后点击列表。”[注8]——又使我们对这个猜想缺乏把握。此话的言外之意是，官网上展示的名单就是当年所有被提名者名单，可是这个“所有”是指“所有海选收到的名单”还是“所有经过筛选后写进报告的名单”？我们无从确认。于是，我们尝试就此问题发邮件向诺贝尔奖委员会进行求证，但迄今为止还未收到对方回信。

从事现代史研究，找当事人做口述史是基本研究方法之一。考虑到李政道先生年事已高，不太可能从他那里问出新史料。因而我们考虑联系李政道先生口中这位瑞典教授Ekspong，对其进行访问。

我们查到有一位Gösta Ekspong出生于1922年，是瑞典斯德哥尔摩大学荣休教授、瑞典皇家科学院院士、诺贝尔物理学奖评选委员会前任主席（1987—1988）。看样子他应该是我们要找的人。但万分遗憾的是，这位教授已于2017年去世！向他本人求证的想法只能作罢。

图2 Gösta Ekspong教授（1922-2017）图源：ae-info.org

此路不通，笔者之一熊卫民懊恼地与好友、加州州立理工大学普莫娜分校的王作跃教授谈及此事。没想到，柳暗花明又一村，熊卫民惊喜地得知王作跃曾经于2005年与Ekspong就此事有过邮件沟通。为了给New Dictionary of Scientific Biography（《科学传记新辞典》）撰写“赵忠尧”词条，王作跃曾经与李政道先生通过邮件。李先生在邮件中提到赵忠尧曾被考虑过诺贝尔奖一事，并告诉王作跃说Ekspong教授可以提供更多信息。于是王作跃在2005年3月26日向Ekspong发邮件求证此事（原文为英文，笔者将其译成了中文，下同）：

李（政道）教授说，您曾告诉他——诺贝尔奖委员会在将1936年的诺贝尔物理学奖授予安德逊（C. D. Anderson）时，确实讨论了赵的工作，但最后决定将赵排除在外，是因为他的结果与莉泽·迈特纳（Lise Meitner）的结果明显不一致。我想知道您能否就这个问题给我提供进一步的细节。

3月29日，王作跃收到了Ekspong的回信：

目前来看，你所说的只有部分是对的，而关于赵（忠尧）可能获得诺贝尔奖这一部分是错的。稍后我会查阅我的资料集，确认一下这件事，然后回信给你。

一周后，Ekspong向王作跃回信解释道：

1989年《近代物理国际杂志A》（Vol.4, No 17 (1989), p 4325）发表了一篇关于赵忠尧和他的正电子湮灭辐射发现的文章。这篇文章的作者是李炳安和杨振宁。它很有深度，写得非常好。引发这篇文章的是我与杨振宁的一次谈话。我说，我在北京会见过赵老教授，赵老教授还为此次见面写了一份关于他早期实验的备忘录。如果有人认为诺贝尔奖委员会曾考虑过赵（忠尧），那一定出于误解。他（赵忠尧）没有获得提名，也没有在因为正电子而给安德逊颁奖的过程中被考虑过。[注9]

真相得以大白：赵忠尧先生未曾获得过诺贝尔物理学奖的提名，李政道先生对此有误解。至于李先生为何会有此误解，Ekspong教授未在邮件中叙及。在和笔者讨论此事时，王作跃教授说：“我可能当时以为Ekspong会为此事与李先生澄清，所以我没有为此事去信李先生，但现在看来他们之间也没有为此事沟通过。”

无论如何，本着“吾爱吾师吾更爱真理”的精神，对于这个问题我们只能得出如下结论：李政道先生的理解有误，诺贝尔奖委员会并未考虑过授奖给赵忠尧。

SAIXIANSHENG赵忠尧确实做出了接近诺奖级的成果

Ekspong教授曾经于1996年6月9日在北京做关于诺贝尔奖金的历史报告。在报告的第二部分“关于X射线和γ射线散射的工作综述”中，他专门介绍了赵忠尧的工作，并谈及安德逊在口述史中披露了自己是如何受到赵忠尧的工作启发的。Ekspong教授在报告最后总结道：“赵忠尧博士在安德逊发现正电子两年之前，即1930年，就发现了正负电子的湮灭。”[1]不难看出，尽管赵忠尧未曾获得诺贝尔奖提名，但是诺贝尔奖委员会成员Ekspong确实是关注且了解赵忠尧的实验的。那么赵忠尧是否的确做出了接近诺贝尔奖级别的成果呢？让我们回到1930年前后的加州理工学院一探究竟。

1. 完成于加州理工的两个实验

赵忠尧1927年赴美国加州理工学院攻读实验物理博士学位，师从1923年诺贝尔物理学奖获得者密立根（Robert. A. Millikan）教授。起初密立根给他出的题目与利用光学干涉仪有关，想学更多东西的赵忠尧觉得题目有点简单，想挑战难度更大一些的实验，密立根于是将题目换成“硬γ射线通过物质时的吸收系数”[注10]。赵忠尧嫌难度不够大还想再考虑考虑，没成想惹得密立根当场发火。当此情景，赵忠尧只得接受了这个题目并开始着手准备。1928—1929年间，赵忠尧一直在从事这个实验，尽管为此牺牲了许多睡眠时间，但结果没有辜负他的付出。通过实验，他发现硬γ射线在通过轻元素时的散射是符合克莱因-仁科 (Klein-Nishina)公式的，而当硬γ射线通过重元素譬如铅时，所测得的吸收系数比公式的结果大了约40%。

1929年底，赵忠尧将实验结果整理成论文“硬γ射线的吸收系数”（The Absorption Coefficient of Hard γ- Rays）[2]提交给密立根，却不曾想两三个月没有回音。原来是密立根对赵忠尧的实验中与公式有异的结果不太相信，出于谨慎就没让他发表出去。赵忠尧心中甚为焦急，幸得鲍文[注11]教授十分了解其实验的全过程，鲍文教授的保证打消了密立根的顾虑，于是，这篇论文在密立根的推荐下于1930年6月15日发表在美国的《国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。后来发现，几乎与赵忠尧同时间，另外有两组科学家也在实验中发现了重元素对硬γ射线的反常吸收这一现象并且各自独立发表了论文，他们分别是英国剑桥的塔兰特（G. T. P. Tarrant）以及德国的莉泽·迈特纳和霍普菲尔特（H. H. Hupfeld）[3]。这个差点被赵忠尧拒绝的实验，在接下来的时间将引导他走向更大的科学发现。

重元素对硬γ射线的散射情况与克莱因-仁科公式预测的结果不一致，这引起了赵忠尧的极大兴趣。原本他可以凭借上述实验论文于半年后顺利毕业，但作为一名优秀的实验物理学家，他无法对实验中的反常现象置若罔闻。赵忠尧决定进一步研究硬γ射线与物质相互作用的机制，弄明白重元素对硬γ射线的反常吸收现象。1930年春，他开始设计第二个实验。这个实验比之上一个难度大很多，实验过程中还遭遇了设备问题[注12]，但赵忠尧一一化解了那些困难，甚至放弃了准备许久的暑期旅行，终于在当年9月份完成了测试。很快，他将实验结果写成第二篇论文“硬γ射线的散射”(Scattering of Hard γ-Rays)[4]，并于1930年10月将其发表在美国的《物理评论》(The Physical Review)杂志上[5]。在论文中，赵忠尧总结了他的实验结果：

⑴伴随着硬γ射线在重元素中的反常吸收，还存在一种特殊辐射——额外散射；

⑵这种“额外散射”的波长为22.5 X.U.，对应于能量为0.5 MeV的光子；

⑶这种“额外散射”的角分布大致为各向同性。

在论文结尾的讨论处，赵忠尧对所发现的现象给出了他自己的猜想和解释：

（a）核外作用——①常规的光电效应；②核外电子的康普顿散射。但由于与实验数据不符合都被否定了。

（b）原子核的作用——①一种散射，但机制还不清楚；②光电吸收或核子跃迁后的再发射。

因为原子核内部能级分裂更大，因此波长变化可以通过任一过程进行计算，而考虑到反常射线的强度分布是各向同性的，因此它更有可能是来自于再发射过程。赵忠尧总结道，尽管反常吸收和额外散射的最终解释还不明确，但毫无疑问它们一定是与原子核的作用有关。

2. 与正电子擦肩而过

实际上，赵忠尧的第一个实验发现的“反常吸收”是由于部分硬γ射线经过原子核附近时转化为正负电子对；而他第二个实验中发现的“特殊辐射”正是一对正负电子湮灭并转化为一对光子的湮灭辐射。短短一年内，即能在两个实验中先后观察到正负电子对产生与湮灭的过程，这对一个实验物理学家来讲何其幸运！可惜的是，赵忠尧本人未能完全认识这一现象的本质。

但无论如何，“反常吸收”“额外散射”成为当时的物理学家无法忽视的重要发现。这在李炳安和杨振宁于1989年7月在International Journal of Modern Physics(《近代物理国际杂志A》)上发表的文章C. Y. Chao, Pair Creation and Pair Annihilation (《赵忠尧，电子对产生与湮没》)中有介绍：“在随后的两年，即1931—1932年，反常吸收和附加散射线吸引着理论物理学家极大的注意，并激发着重要的进一步的实验研究。”[6]

曾与赵忠尧同期在加州理工学院做博士研究的安德逊后来在一篇文章中回忆道：“我在加州理工学院(1927—1930)的论文是关于X射线产生的光电子的空间分布的云室研究。在此期间，赵忠尧在离我很近的一间屋子里，用电子显微镜研究ThC"  γ射线在铅中的吸收和散射。他发现γ射线的吸收和散射都超过了克莱因-仁科公式的预测。他的研究结果引起了我极大的兴趣，我决定建造一个在磁场中操作的云室，以详细研究从插入云室中的铅板中发射出的γ射线产生的二次电子[注13]。”[7] 

1932年，安德逊在宇宙线的云室照片中发现了正电子径迹，后来还因此获得了1936年的诺贝尔物理学奖。就在安德逊发现正电子之后的几个月，来自英国的实验物理学家布莱克特 (Patrick Maynard Stuart Blackett)与意大利的年轻物理学家奥恰里尼(Giuseppe Paolo Stanislao Occhidini)用带触发装置的云室又得到了更多的正电子。发现正电子之后，人们开始关注“正电子在通过物质时会有什么性质？”，布莱克特与奥恰里尼尝试用狄拉克（Paul Adrien Maurice Dirac）关于湮灭截面的计算来解答这个问题，也正是在此过程中，他们提议赵忠尧发现的额外散射线是电子对湮灭所产生的。几个月之后，奥本海默 (J. R. Oppenheimer)和普莱塞特（M. S. Plesset）的研究指出了电子对在重原子核的库伦场中产生的机制，他们的计算结果与早些时候发现的实验上的反常吸收相符合[6]。这些工作使得越来越多的物理学家逐渐接受狄拉克的QED（Quantum Electrodynamics，量子电动力学）理论，以正电子的产生和湮灭来解释赵忠尧等所观察到的γ射线反常吸收和散射。令人困惑的是，赵忠尧的工作在此过程中起到如此重要的作用，为何没在当时获得应有的声望？

李炳安与杨振宁的文章《赵忠尧，电子对产生与湮没》专门探讨了这个问题。该文认为，赵忠尧的贡献迟迟未获肯定，主要是两个因素造成的。首先，彼时的物理学界还未完全接受量子电动力学，狄拉克在1928年就建立了狄拉克方程，暗示了电子可能有负能态，但是他在1929年提出的“无穷电子海”理论一直颇受物理学家们的争议。“反粒子”似乎只存在于物理学家的脑中和笔下，没人能想到此时有一个华人科学家已经在实验中观测到了“反粒子”存在的痕迹；1933年，布莱克特与奥恰里尼在他们的论述“电子对湮灭”的著名论文中建议“反常吸收”和“额外散射射线”分别是由于电子对产生和电子对湮灭引起的。李炳安和杨振宁称赞这是一个“伟大的建议”，因为“这些事使物理学家对狄拉克的理论的正确性所具有的感性认识发生了变化。”布莱克特与奥恰里尼论证这个建议的关键证据是“湮灭辐射的光谱在0.5MeV处达到峰值，这与‘实验中发现的’一致”，此处他们引用了三篇论文：“*格雷和塔兰特，Proc. Roy. Soc. A136, 662(1932)；迈特纳和霍普菲尔特，Naturwiss. 19, 775(1931)；赵忠尧，Phys. Rev. 36, 1519(1931)。”正是这个引用，使得赵忠尧工作的价值被极大的模糊了。首先，赵忠尧两篇文章均发表于1930年，却被他们引述成1931年。其次，这三篇文章都与额外散射射线有关，但是只有赵忠尧的文章给出了正确的精确值0.5 MeV，迈特纳和霍普菲尔特的文章比赵忠尧的文章晚一年，并且根本没有发现额外射线。格雷和塔兰特的文章比赵忠尧的文章晚两年，他们在约0.47 MeV处发现了这样一个额外散射射线，但是他们在约0.92 MeV处还发现了一个分量，这反而导致人们对于赵忠尧实验的结果产生了困惑。布莱克特与奥恰里尼这篇文章在当时产生了极大的影响，可是这一粗心导致的错误注解却让赵忠尧的工作在获得应有认可的道路上遭遇了不幸[6]。

从以上介绍可以看出，赵忠尧的这两个实验具有先驱性价值，确实可称为“接近诺贝尔奖级的成果”。

SAIXIANSHENG密立根为何不向诺奖委员会提名赵忠尧

作为赵忠尧在加州理工学院的导师，没有人比密立根更加清楚赵忠尧的工作，而且作为1923年的诺贝尔物理学奖获得者，密立根也是有资格进行提名的。为何密立根没有提名赵忠尧？

图3 密立根教授（1868-1953）图源：Flickr

我们无法向当事人进行求证了，只能提出一些猜测，然后探讨其可能性。猜测之一是，密立根并不看重赵忠尧这位中国学生。有一些这方面的材料。在《我的回忆》一文中，赵忠尧提到，自己初到加州理工学院试图两易题目，导致密立根发火。当他凭借出色的实验论文《硬γ射线的吸收系数》通过博士答辩时，密立根还不忘揶揄赵忠尧当初不知天高地厚，嫌自己布置的题目太简单[5]。赵忠尧对自己的导师似乎也有些不满，《竺可桢全集》中曾记载：“据正之[注14]云，赵忠尧以Millikan密立根之指示，已将发现positron（正电子），事为M所压，迟发表一月余，后卒为Anderson所发明云。”[8]另外，安德逊迟至1979年做口述史访谈才公开披露当年受到赵忠尧实验启发一事，而且在口述史中提到赵忠尧时竟称呼其为“中国佬”[注15]，体现出安德逊似乎有种族歧视的倾向[注16]。1948年底至1950年8月，赵忠尧重去加州理工学院，在开洛辐射实验室工作了近两年，但并没留下他和密立根、安德逊的密切交往的记录，包括和他们的合影。看来，赵忠尧在加州理工求学时，和导师密立根、同学安德逊的关系可能并不是非常密切，并不算十分友好。

图4 赵忠尧（右1）和罗时钧（右2）、沈善炯（右3）。1950年11月摄于东京，沈善炯先生提供

但我们恐怕并不能把这作为密立根不提名赵忠尧的原因。因为，密立根与安德逊也不密切，也不那么友好。安德逊也曾在自己的口述史中直言不讳自己与密立根的摩擦。密立根向来习惯于给学生指派实验题目，他为学生选择题目的依据从来不是学生的兴趣爱好，而是它在物理学领域的重要性[注17]。当安德逊博士毕业，想征得密立根同意在加州理工再多留一年继续在云室中做赵忠尧的实验时，密立根断然拒绝了这个请求，迫使得安德逊只得另谋出路。即使后来密立根同意安德逊留下来，也是因为他要求安德逊使用云室研究宇宙线——密立根感兴趣的研究，而非安德逊想研究的硬γ射线。后来安德逊因在宇宙线的云室照片中发现了正电子而获得诺贝尔奖，可安德逊不认为这得益于密立根的安排，他甚至觉得如果密立根能让他一开始就用云室研究硬γ射线，他能更早发现正电子[注17]。由此可以看出，密立根与至少某些学生之间的相处似乎火药味十足，随时都可能爆发矛盾。

尽管如此，密立根还是提名安德逊为诺贝尔物理学奖候选人。在1913—1952年间，密立根共进行过20次提名，其中包括1943年的一次化学奖提名[5]。虽然均未见到赵忠尧的名字，但是在1934—1936年诺贝尔物理学奖的提名名单中，密立根均只提名了安德逊一人。1941—1952年间，密立根连续10年提名了安德逊（即认为应该给他第二个诺贝尔奖）和内德梅耶（Seth.H.Neddermeyer，1907—1988），后者是安德逊在加州理工的同事，1937年，他俩共同在宇宙线中发现了μ子。诺贝尔物理学奖是多么重要的荣誉，密立根提名了安德逊13次，提名了内德梅耶10次，很难说他对学生只有严厉没有关爱。但为何他偏偏冷落了赵忠尧？是否这个问题的关键不在于密立根与学生的关系，而在于他对赵忠尧工作的认识？也即，密立根之所以没有提名赵忠尧，有可能是因为他没觉得赵忠尧的工作达到了诺贝尔奖的水平。

SAIXIANSHENG世界欠赵忠尧一个诺奖吗？

让我们来做一个假设，以加深我们的思考。倘若没有布莱克特与奥恰里尼的错误引用，没有德国科学家的实验错误，导师密立根也极力在提名阶段推荐，赵忠尧是否就一定能获得诺贝尔奖？

1. 欠缺理论直觉的实验物理学家

1930年，赵忠尧在两个实验中均发现了异常现象。他设计实验探索了第一个现象，却没能像安德逊一样设计云室实验对第二个异常现象做进一步的探索——他止步于对此提出疑问和假设，没有进一步探索异常现象背后的机理。这当然和他不得不归国，而国内科研基础非常薄弱、严重缺乏科研经费和相关仪器设备有关。可我们不能忽视另一个很重要的原因：他和当时的多数实验物理学家一样，与理论物理学家之间缺乏沟通，对后者的最新理论不甚了解，自然也就很难迅速将新理论与新实验现象联系到一起。从“硬γ射线吸收系数”实验中发现反常吸收现象的除了赵忠尧还有另外两组科学家，与赵忠尧一样，他们也倾向于将这种反常吸收归因于某种原子核效应，而均未考虑过将此现象与狄拉克的“反粒子”理论联系到一起，从而错失了重大发现的机会。

李炳安和杨振宁在他们的文章中描述道，1930年前后的物理学领域正是一个“极其活跃、令人兴奋又十分混乱的时期”，新理论、新想法层出不穷[6]。实验物理学家们不仅要做出好的实验研究，还要对这些理论有足够的灵敏度，才能找到实验现象的理论解释。赵忠尧是绝佳的实验物理学家，动手能力也是毋庸置疑的，从他克服实验室器材缺陷一事中即可看出，更不用提他回国后带头建立起中国的核物理研究事业。但若论及物理学的理论直觉，他恐怕也是有所欠缺的，他也因此错失了发现反电子的机会。

因理论直觉有所欠缺而错失重大发现的实验物理学家远不止赵忠尧等人。就在安德逊发现正电子之前的1931年，F·约里奥·居里（Frederic Joliot-curie,1900—1958）和他的夫人I·约里奥·居里（Irene Joliot-Curie，1897—1956）在用α粒子轰击金属铍时，发现了“高能质子”的痕迹，他们错误地将这种“铍辐射”解释为是一种康普顿效应。而熟知卢瑟福（Ernest Rutherford，1871—1937）“中子”理论的查德维克（James Chadwick，1891—1974）则认为“铍辐射”是一种中性粒子流。查德维克重新进行了实验，发现这种粒子的质量近似于质子质量而不带电，于是第三种基本粒子——中子被发现了，查德维克也因此获得了1935年的诺贝尔物理学奖[9]。小居里夫妇事后承认，他们根本不知道卢瑟福曾提出过“存在中子”的理论假设。作为实验物理学家，他们只埋头于自己的实验，没有注意学术思想的广泛交流，导致自身缺乏敏感性和想象力，从而错失了发现中子的机会[10]。

2. 作出发现与解释发现是难度不同的两件事

赵忠尧的确是第一个观察到正负电子对产生与湮灭现象的人，而且他的工作启发了许多物理学家（包括后来获得诺贝尔奖的安德逊），但他自己并没能对这种现象做出正确的解释，并没能充分认识到他所发现的现象——他的认识还停留在发现了一种硬γ射线的散射射线上。由现象而准确反推原因是一件很难的事情，就像我们知道了一个数学运算的结果，但很难由结果而推断前面是何种数学运算一样。EKspong在1996年的报告中明确地说：“正电子的发现完全是偶然的，它与任何其它工作，包括狄拉克的理论都没有关系。”[1]是在安德逊发现正电子之后，布莱克特和奥恰里尼才想到使用赵忠尧所发现的反常现象来解释正电子性质。赵忠尧的工作对于发现正电子来说是奠基性的、前瞻性的，但不是直接性的。

做出发现，与提出解释发现的理论是难度不同的两回事。从诺贝尔奖的颁发历史来看，该奖明显更青睐后者，也即它更看重的不是第一个发现的人，而是第一个给出解释、因而理解了所作发现的人。譬如，2020年的诺贝尔化学奖颁发给了美国化学家詹妮弗·杜德娜（Jennifer A Doudna）和法国生物化学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier），以奖励她们“开发了一种基因编辑的方法”，即CRISPR-Cas9[注18]。但事实上，最早关注到CRISPR的是日本科学家石野良纯（Yoshizumi Ishino），第一个投入研究的是西班牙科学家弗朗西斯科·莫西卡（Francisco Mojica），且自CRISPR被发现以来全球众多科学家都在研究它或者应用它。使得2020年诺贝尔化学奖花落两位女科学家头上的是两人2012年发表于《科学》杂志的奠基性文章“一种可编程双RNA引导的DNA内切酶在适应性细菌免疫中的应用”(A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity)，在这篇文章中她们首次解释了CRISPR的工作原理[11]。

回到1936年的诺贝尔物理学奖来，该年度的提名名单中做与正电子相关工作的还有前文提到的布莱克特与奥恰里尼，他们紧随安德逊之后采用带触发装置的云室得到了更多的正电子，且二人一直尝试解释正电子的产生机制和性质[5]。对比赵忠尧的工作，这些投入到理论探索中的科学家们显然在挑战更高的山峰。赵忠尧的工作当然意义重大，但是在此后接二连三的漂亮工作面前，难以说它是盖过众星之孤月。

获得诺贝尔奖的工作很少，接近诺贝尔奖水平的工作却有很多。恐怕赵忠尧的工作只能归类到接近诺贝尔奖水平的工作之中。若这项工作获得了诺贝尔奖，当然不能说是错颁，可它没获得诺贝尔奖，也难以说成是亏欠。

SAIXIANSHENG结语

1930年，现代科学研究在中国还只能说是刚刚起步。赵忠尧在这个年代就做出了接近诺贝尔奖级的重大成果。他当然是华人之光，是整个中华民族的骄傲。李政道先生爱师心切，多次在公开场合向人们推介赵忠尧的工作，就算有所误解，也无可厚非。笔者撰写此文，目的与李炳安和杨振宁先生撰写相关文章类似，也是想还原历史真相，证明华人科学家对世界科学发展同样有贡献。只是，从本文的分析可以看出，赵忠尧并没有获得过诺贝尔奖提名，当然也就不可能让瑞典皇家科学院“郑重考虑”授该奖给赵忠尧。这一事实让人遗憾，但恐怕并不能说世界欠赵忠尧一个诺贝尔奖。

常在国内媒体中见到赵忠尧、王淦昌或者其他某位中国科学家与诺贝尔奖擦肩而过之类报道。赵忠尧先生虽然真做出了很重大的成就，但毕竟没有获得诺贝尔奖的最终提名，用这样的话来形容他，不免有言过其实之嫌；而用这样的话来形容那些连相关实验都并未真做、只是有过相关想法、与可能获得诺贝尔奖的工作擦肩而过的人，则更是夸大其词了。

读赵忠尧先生的《我的回忆》，我们能体会到他的淳朴，感受到他溢于言表的爱国之心、爱科学之心。虽说他自谦“才能微薄”，但在中国刚刚草创科学、科学家还只能当“铺路小工”的年代，他就能做出接近诺贝尔奖级的成果，是令人十分景仰的。回顾往事是为了更好的前行，让我们发扬他的精神，继续前进！

致谢：

在本文初稿形成的过程中，加州州立理工大学普莫娜分校的王作跃教授提供了重要史料和修改建议；笔者在第九届中国技术史与技术遗产论坛报告此文时，内蒙古师范大学的段海龙教授等提出了有启发性的建议。在此一并致以诚挚的谢意。

本文原刊于《科学文化评论》.2022（5）：89-103.，《赛先生》获作者与《科学文化评论》授权在微信公众号上首发。

作者简介：

陈长玉，1991年生，安徽天长人，中国科学技术大学科技史与科技考古系硕士研究生。

熊卫民，1974年生，湖南南县人，北京科技大学科技史与文化遗传研究院特聘教授。

参考文献：

[1]爱克斯朋. 关于X射线和γ射线散射的工作综述[J]. 科学(双月刊)，1996, 52(2): 3—6.

[2] C.Y.Chao. The Absorption Coefficient of Hard γ- Rays[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1930,16: 431—433.

[3] Zuoyue Wang. Zhao Zhongyao. New Dictionary of Scientific Biography[M]. Noretta Koertge (chief. ed.). New York: Charles Scribner’s Sons, 2007.

[4] C.Y.Chao. Scattering of Hard γ-Rays [J]. The Physical Review, 1930,36(10): 1519 —1522.

[5]赵忠尧. 我的回忆——在美国留学时期(1927—1931年冬)[J]. 现代物理知识, 1992(05):2—3.

[6] BING AN LI and C.N.YANG. C. Y. Chao, Pair Creation and Pair Annihilation[J]. International Journal of Modern Physics A. 1989,4(17): 4325—4335.

[7] Looking back on books and other guides[J]. Physics Today, 1981,34(11): 247.

[8]竺可桢. 竺可桢全集第8卷[M]. 上海: 上海科技教育出版社, 2006.

[9]袁俊强. 小居里夫妇的三次失误[J]. 物理教师, 1994(03): 30—31.

[10]肖伯钧. 对中子发现过程的回顾与思考[J]. 四川师范大学学报(自然科学版), 1994(04): 86—89.

[11] Lander, E. S. The heroes of CRISPR[J]. Cell. 2016,164(1-2): 18—28.

注释与相关资料（可滑动阅读）：

 [注1] 物理学院,党委宣传部.中国科学技术大学隆重纪念赵忠尧先生诞辰120周年.https://physics.ustc.edu.cn/2022/0702/c3588a561651/page.htm, 2022–06–30/2022–08–03.[注2] 原子弹功勋赵忠尧，世界欠他一个诺奖，众多物理学家曾是他学生[EB/OL]. https://view.inews.qq.com/a/20211210A00OKV00 html, 2022–06–30/2022–08–03.[注3] 世界欠您一个诺贝尔奖——中国物理学家赵忠尧[EB/OL]. https://new.qq.com/omn/20220206/20220206A07Z0Y00.html, 2022–06–30/2022–08–03.[注4] 确切时间为2000年。参见：李政道教授在赵忠尧百年纪念会上的发言稿（中国科学技术大学物理学院副院长陈向军教授提供）。[注5] 李政道、丁肇中在“赵忠尧先生诞辰120周年纪念大会”上的讲话[EB/OL]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1736869164217804785&wfr=spider&for=pc, 2022–06–30/2022–08–03.[注6]Nomination archive[EB/OL]. https://www.nobelprize.org/nomination/physics/, 2022–06–30/2022–08–03.[注7] 赵先生发表论文时所用名字为Chung-yao Chao。[注8] 原文为：“Browse by category and year provides an easy way to list all nominations to a Nobel Prize category one specific year. Just choose the category and year and click on list.”[注9] 原文为：“There must be a misunderstanding if someone thinks that the Nobel Committee considered Chao. He was not nominated, nor considered in connection with the Prize to C.D. Anderson for the positron.”[注10] g射线源发射出的g射线穿入被测材料，其中一部分被吸收，其余部分则会穿过被测材料，当时人们认为这种吸收主要是自由电子的康普顿散射所引起的。1929年，瑞典的克莱因（Oscar Klein） 和日本的仁科芳雄两位科学家在此基础上发展出用于计算吸收系数的克莱因-仁科公式，密立根想要赵忠尧通过实验测量验证这一公式的正确性。而赵忠尧采用的g射线就是ThC（即铊 208）“所放出的能量为2.65 MeV的硬γ射线”。[注11] 鲍文（Ira S. Bowen, 1898—1973）是加州理工学院的一名物理教授，当时替密立根教授代管研究生工作。[注12] 赵忠尧采用高气压电离室和真空静电计进行实验测量。这种真空静电计是由德国的豪夫曼（Hoffmann）教授发明，加州理工学院的工厂仿制了一批。但是静电计接通电源后，指针甚至十几分钟后还达不到稳定点。起初赵忠尧和同学都以为是环境的振动引起指针的不稳定，想了各种办法防止振动，甚至把静电计的支架用弹簧挂住，放在四个网球支撑的平板上，但都是枉然。后来赵忠尧想到，指针达不到稳定值，可能是因为导电不良。于是他在焊接处滴了一些导电的碳制黑墨水，指针立即变得很灵活，解决了这一难题（参见[5]）。[注13] 原文为“My thesis work at the California Institute of Technology (1927-30) consisted of a cloud chamber study of the space distribution of photoelectrons produced by x rays. During this period, C. Y. Chao, in a room close to mine, was studying the absorption and scattering of ThC" gamma rays in lead using an electroscope. He found an excess in both the absorption and scattering of the gamma rays over that predicted by the Klein-Nishina formula.   His results interested me greatly and I decided I wanted to build a cloud chamber operated in a magnetic field to study in detail the gamma-ray-produced secondary electrons ejected from a lead plate inserted inside the cloud chamber.”[注14] 吴有训（1897—1977），字正之，江西高安人，物理学家、教育家，是中国近代物理学研究的开拓者和奠基人之一。[注15] 原文为“chinaman”。[注16] Anderson, Carl.  Interview by Harriett Lyle.  Pasadena, California, January 9-February 8, 1979. Oral History Project, California Institute of TechnologyArchives. Retrieved from the World Wide Web:  http://resolver.caltech.edu/CaltechOH:OH_Anderson_C, 2022–06–30/2022–08–03.[注17] Anderson, Carl.  Interview by Harriett Lyle.  Pasadena, California, January 9-February 8, 1979. Oral History Project, California Institute of TechnologyArchives. Retrieved from the World Wide Web:  http://resolver.caltech.edu/CaltechOH:OH_Anderson_C, 2022–06–30/2022–08–03.[注18] The Nobel Prize in Chemistry 2020[EB/OL].https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/summary/, 2022–06–30/2022–08–03.

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编辑：黄琦

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