趙忠賢院士（中）和學(xué)生在實驗室里討論問題。新華社記者 金立旺攝

屠呦呦（左）在實驗室和同事一起做實驗。資料照片

趙忠賢

半世紀(jì)研磨超導(dǎo)體

本報記者  喻思孌

1月9日，75歲的趙忠賢走上國家最高科學(xué)技術(shù)獎的領(lǐng)獎臺……

走上領(lǐng)獎臺，靠的是他近半個世紀(jì)持之以恒的高溫超導(dǎo)研究和在這一領(lǐng)域取得的卓越功勛。40多年前，我國的高溫超導(dǎo)研究剛剛起步；而今，已組建起一支高水平的研究隊伍，走在世界前列。他，則是我國高溫超導(dǎo)研究的領(lǐng)軍人。

“趙忠賢膽子實在是太大了”

超導(dǎo)，是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。超導(dǎo)體在信息通訊、生物醫(yī)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域有著巨大應(yīng)用潛力。百余年來，已有5次諾貝爾獎頒發(fā)給了10位研究超導(dǎo)的科學(xué)家。

所謂“高溫超導(dǎo)體”，是指臨界溫度在40K（約零下233攝氏度）以上的超導(dǎo)體。1968年，物理學(xué)家麥克米蘭根據(jù)傳統(tǒng)理論計算推斷，超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度一般不能超過40K，這一溫度也被稱為麥克米蘭極限。

40K麥克米蘭極限能否被突破？1974年，趙忠賢到英國劍橋大學(xué)進(jìn)修，接觸到了世界超導(dǎo)研究最前沿。一年后回國，他立志要做高臨界溫度超導(dǎo)體。

“初生牛犢不怕虎?！苯?jīng)過縝密思考和實驗，1977年，他在《物理》雜志上撰文，指出結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性又不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)相變可以使臨界溫度達(dá)到40—55K，并提出復(fù)雜結(jié)構(gòu)和新機(jī)制在某些情況下甚至可以達(dá)到80K。挑戰(zhàn)由經(jīng)典理論推導(dǎo)出的麥克米蘭極限，以至于當(dāng)時不少人認(rèn)為“趙忠賢膽子實在是太大了”。

十年磨一劍。雖然當(dāng)時科研條件艱苦，好多設(shè)備是趙忠賢團(tuán)隊自己現(xiàn)造的，買設(shè)備都買二手的。好在研究不需要特別精密的儀器，1986年底，趙忠賢團(tuán)隊和國際上少數(shù)幾個小組幾乎同時在鑭—鋇—銅—氧體系中獲得了40K以上的高溫超導(dǎo)體。麥克米蘭極限被突破，一時國際物理學(xué)界為之震動，“北京的趙”成為國際著名科學(xué)刊物上的新星。

再接再厲，1987年2月，趙忠賢帶領(lǐng)團(tuán)隊又在鋇—釔—銅—氧中發(fā)現(xiàn)了臨界溫度93K的液氮溫區(qū)超導(dǎo)體，并在世界上首次公布了元素組成，刮起了一陣研究液氮溫區(qū)超導(dǎo)體的旋風(fēng)。趙忠賢成為國際超導(dǎo)研究領(lǐng)域代表中國的符號。他和團(tuán)隊也因此榮獲1989年度國家自然科學(xué)集體一等獎。

及其團(tuán)隊的工作極大提升了中國物理學(xué)界的國際地位。1987年，他受邀參加美國物理學(xué)會三月會議，是五位特邀報告人之一。這宣告了中國物理學(xué)家走上世界高溫超導(dǎo)研究舞臺。

“我們必須堅守超導(dǎo)這塊陣地”

超導(dǎo)國家重點實驗室研究員孫力玲，跟隨趙忠賢從事超導(dǎo)研究。談起趙老師科研的秘訣，她認(rèn)為是扎得深、扎得住，根深才能葉茂。

趙忠賢40余年的高溫超導(dǎo)研究歷程并非一帆風(fēng)順。國際上第一次高溫超導(dǎo)熱潮中的主角——銅氧化物，是一種易脆材料，難以大范圍普及應(yīng)用。上世紀(jì)90年代，銅氧化物高溫超導(dǎo)體熱潮過后，全世界科學(xué)家對超導(dǎo)材料的探索一度陷入迷茫，一些團(tuán)隊甚至解散或轉(zhuǎn)而研究其他領(lǐng)域。

困難面前，趙忠賢矢志不移：“我堅信，高溫超導(dǎo)研究有潛力，未來有可能有重大突破。我們必須堅守這塊陣地。”趙忠賢帶領(lǐng)團(tuán)隊一干就是近20年。

2008年2月，日本科學(xué)家在四方層狀的鐵砷化合物中發(fā)現(xiàn)存在轉(zhuǎn)變溫度為26K的超導(dǎo)電性，但因為沒有突破麥克米蘭極限溫度，還不能確定鐵基材料是高溫超導(dǎo)體。趙忠賢提出了高溫高壓合成結(jié)合輕稀土元素替代的方案，并組織團(tuán)隊全力以赴，很快將鐵基超導(dǎo)體的臨界溫度提高到50K以上，創(chuàng)造了大塊鐵基超導(dǎo)體55K的紀(jì)錄并保持至今。

趙忠賢團(tuán)隊為確認(rèn)鐵基超導(dǎo)體為第二個高溫超導(dǎo)家族提供了重要依據(jù)，引領(lǐng)了國際高溫超導(dǎo)研究領(lǐng)域的第二次突破。我國科學(xué)家還對鐵基超導(dǎo)體若干基本物理性質(zhì)進(jìn)行了深入研究，確認(rèn)了它的非常規(guī)性。趙忠賢小組的成果作為“40K以上鐵基高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)及若干基本物理性質(zhì)研究”的重要部分，榮獲2013年度國家自然科學(xué)一等獎。

如今，已過古稀之年的趙忠賢仍然在奇妙的超導(dǎo)世界中探索……他希望找到新的組合，尋找到臨界溫度更高、能廣泛應(yīng)用于實際生活的超導(dǎo)體；同時搞清楚超導(dǎo)機(jī)理，關(guān)注新材料、新現(xiàn)象，為超導(dǎo)研究的第三次突破提供信息。

“選擇了科研道路，就要安下心來，不能心猿意馬”

趙忠賢的團(tuán)隊成員、超導(dǎo)國家重點實驗室研究員董曉莉?qū)w忠賢充滿了由衷的敬佩：趙老師對超導(dǎo)歷史很熟悉，不僅記得像元素組成、超導(dǎo)溫度這些重要參數(shù)，對很多超導(dǎo)體也可以隨口報出發(fā)現(xiàn)年代、發(fā)現(xiàn)者的名字，可謂如數(shù)家珍。

專注，也是趙忠賢總結(jié)自己研究工作時最喜歡用的一個詞。他常說，選擇了科研道路，就要安下心來，不能心猿意馬。

由于超導(dǎo)機(jī)理仍然是個謎，發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)材料，多數(shù)時候憑的是直覺。40多年的鉆研和積累，讓趙忠賢培養(yǎng)出超出常人的直覺。

本世紀(jì)初，MgB2、NaCoO2等超導(dǎo)體被發(fā)現(xiàn)，但這兩個體系都不是四方結(jié)構(gòu)，和趙忠賢探索高溫超導(dǎo)的想法不一致，就沒安排團(tuán)隊全部投入。看到日本團(tuán)隊報道了四方結(jié)構(gòu)的鐵基超導(dǎo)體，他很快提出高溫高壓合成結(jié)合輕稀土替代的實驗方案，組織團(tuán)隊全力以赴。

“搞研究，長期積累到一定節(jié)點后，在認(rèn)識上就會有一個升華。發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)材料并沒有理論規(guī)律可循，只可意會不可言傳?！壁w忠賢說。

榮譽(yù)等身，趙忠賢從未自滿。他常說，自己就是個普通人。榮譽(yù)歸于國家，成績屬于集體，自己只是其中的一分子。他還常常提醒前來采訪的記者：“別光報道我，多看看我身后那些沒露面的人?！泵鎸γ襟w的聚焦，老先生坦率而誠摯……他說，自己做研究從來沒想過要得什么獎，能為人類文明添磚加瓦、滿足國家重大需求，這輩子很值。

屠呦呦

一輩子專注青蒿素

本報記者  趙永新

“呦呦鹿鳴，食野之蒿”。屠呦呦不僅用一株小草改變了世界，而且在2000年至今27位國家科技最高獎得主中，創(chuàng)造了好幾個“第一”：第一位女科學(xué)家、第一位非院士科研人員、第一位諾獎獲得者、第一個“婉拒”多家媒體采訪的獲獎?wù)摺?/p>

從她同事的講述中，我們得以“窺見”其人其事、其心其志。

“既然國家把任務(wù)交給她，她就要努力工作，一定要做好”

1969年1月底，39歲的研究實習(xí)員屠呦呦，忽然接到一項秘密任務(wù)：以課題組組長身份，研發(fā)抗瘧疾的中草藥。

瘧疾是一種由瘧原蟲侵入人體后引發(fā)的惡性疾病，病人高燒不退、渾身發(fā)抖，重者幾天內(nèi)死亡。應(yīng)越南請求，中國軍方從1964年起開始抗瘧藥研究。1967年5月23日，國家科委和解放軍總后勤部在北京召開“瘧疾防治藥物研究工作協(xié)作會議”，代號為“523”項目的大規(guī)模藥物篩選、研究在全國7省市展開。1969年1月21日，衛(wèi)生部中醫(yī)研究院（中國中醫(yī)科學(xué)院前身）受命加入“523”項目。

屠呦呦的同事、曾任中藥研究所所長的姜廷良研究員告訴記者，當(dāng)時正值“文革”，年老的專家“靠邊站”，屠呦呦在北京大學(xué)時學(xué)生藥學(xué)，畢業(yè)后又脫產(chǎn)學(xué)習(xí)過兩年中醫(yī)，科研功力扎實，遂被委以重任。

“屠呦呦的責(zé)任感很強(qiáng)，”屠呦呦的同事、中藥所廖福龍說，“她認(rèn)為既然國家把任務(wù)交給她，自己就要努力工作，一定要做好?！庇捎谡煞蚶钔⑨摫幌路诺健拔迤吒尚！?，屠呦呦把不滿4歲的大女兒送到托兒所全托班，把小女兒送回寧波老家由老人照顧。

閱讀中醫(yī)典籍、查閱群眾獻(xiàn)方、請教老中醫(yī)專家……起初，屠呦呦用3個月時間，收集了2000多個方藥，編輯成《瘧疾單秘驗方集》，送交“523”辦公室。此后至1971年9月初，屠呦呦和同事對包括青蒿在內(nèi)的100多種中藥水煎煮提物和200余個乙醇提物樣品進(jìn)行了實驗，但結(jié)果總令人沮喪：對瘧原蟲抑制率最高的只有40%左右。

“重新埋下頭去，看醫(yī)書！”終于有一天，東晉葛洪的《肘后備急方》“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”給了屠呦呦靈感：溫度是關(guān)鍵！屠呦呦重新設(shè)計了提取方案，夜以繼日進(jìn)行實驗，終于發(fā)現(xiàn)：青蒿乙醚提取物去掉其酸性部分，剩下的中性部分抗瘧效果最好！

1971年10月4日，實驗證實，191號青蒿乙醚中性提取物對鼠瘧原蟲的抑制率達(dá)到100%！

“我是組長，我有責(zé)任第一個試藥”

“進(jìn)行臨床試驗，需要大量的青蒿乙醚提取物?！苯⒘蓟貞洠赫n題組用7口老百姓用的水缸作為常規(guī)提取容器，里面裝滿乙醚，把青蒿浸泡在里面提取試驗樣品。

“乙醚等是有害化學(xué)品，當(dāng)時實驗室和樓道里都彌漫著刺鼻的乙醚味道?！苯⒘颊f，一些人頭暈眼脹，甚至出現(xiàn)鼻子流血、皮膚過敏等癥狀，但當(dāng)時設(shè)備設(shè)施簡陋，大家頂多戴個紗布口罩，也顧不得許多……

在臨床前試驗時，個別動物的病理切片中發(fā)現(xiàn)了疑似毒副作用，只有進(jìn)行后續(xù)動物試驗、確保安全后才能上臨床。為了不錯過當(dāng)年的臨床觀察季節(jié)，屠呦呦提交了志愿試藥報告：“我是組長，我有責(zé)任第一個試藥！”

1972年7月，屠呦呦等3名科研人員成為首批人體試驗的志愿者，幸而未發(fā)現(xiàn)該提取物對人體有明顯毒副作用。經(jīng)過多年反復(fù)試驗和臨床試用，1977年，經(jīng)衛(wèi)生部同意，課題組以“青蒿素結(jié)構(gòu)研究協(xié)作組”名義，在《科學(xué)通報》上發(fā)表論文，首次向全球報告了青蒿素這一重大原創(chuàng)成果。1986年10月，青蒿素獲得衛(wèi)生部頒發(fā)的《新藥證書》。

不僅于此。1973年9月，屠呦呦課題組還首次發(fā)現(xiàn)了療效更好的青蒿素衍生物——雙氫青蒿素。1992年，青蒿素類新藥——雙氫青蒿素片獲得《新藥證書》，并轉(zhuǎn)讓投產(chǎn)。

“我不習(xí)慣這種場合上的事，咱們還是加緊青蒿素研究吧”

2000年以來，世界衛(wèi)生組織把青蒿素類藥物作為首選抗瘧藥物，在全球推廣?！?005年，全球青蒿素類藥物采購量達(dá)到1100萬人份，2014年為3.37億人份。”姜廷良介紹說，世界衛(wèi)生組織《瘧疾實況報道》顯示，2000年至2015年期間，全球各年齡組危險人群中瘧疾死亡率下降了60%；5歲以下兒童死亡率下降了65%。

近幾年，屠呦呦兩度實現(xiàn)了中國本土科學(xué)家在國際獎項上“零的突破”：2011年的拉斯克臨床醫(yī)學(xué)獎和2015年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。但她公開表示，中醫(yī)中藥走向世界，榮譽(yù)屬于科研團(tuán)隊中的每一個人，屬于中國科學(xué)家群體。

中國中醫(yī)科學(xué)院院長張伯禮認(rèn)為：“雖然青蒿素是特殊時期團(tuán)隊協(xié)作的結(jié)果，但屠呦呦的貢獻(xiàn)非常關(guān)鍵?！?/p>

“只要自己的研究得到認(rèn)可，她就已經(jīng)很滿足?！绷胃｝堈f，“對于國際獎項，她更看重的是‘為國爭光’。”

國家中醫(yī)藥管理局科技司司長曹洪欣回憶：“2009年中醫(yī)科學(xué)院推薦屠呦呦參評唐氏中藥發(fā)展獎，她直接打電話給我：我這么大歲數(shù)了，給我干嗎！”

屠呦呦獲得的諾獎獎金為46萬美元，折合人民幣300多萬元。據(jù)張伯禮介紹，其中200萬元分別捐給了北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部和中醫(yī)科學(xué)院，成立了屠呦呦創(chuàng)新基金，用于獎勵年輕科研人員；其余則主要支付家人到瑞典領(lǐng)獎的相關(guān)費用等。

屢獲大獎，屠呦呦的生活有什么改變？“如果說有改變，那就是家里的電話多了。采訪她基本都謝絕?！绷胃｝堈f。

“她也極少參加公開活動?！睆埐Y補(bǔ)充道，“她多次跟我說：就到這吧。我不習(xí)慣這種場合上的事，咱們還是加緊青蒿素研究吧?！?/p>