创作声明：本文为虚构创作，请勿与现实关联
「洪先生，你留下来，年薪我给你往上提。」
1950年，中国博士洪朝生在美国普渡大学测出一组低温导电神秘数据，室主任加薪挽留，他却执意回国，去建一个连液氦机都买不到的实验室。
27年后诺贝尔物理学奖揭晓，获奖理论的源头之一，正是他当年留在美国的那组数据。
01
1950年春，美国普渡大学物理系的低温实验室里，杜瓦瓶口冒着白汽。
29岁的洪朝生盯着记录本，把同一组数据从头核了一遍。
数字没错。
可它不该是这个样子。
温度降到液氦区，锗样品的霍尔系数突然冒出一个尖峰。
电阻率本该一路往上蹿，到这儿却停住了。
按当时半导体物理的常识，这不可能。
锗里掺进去的杂质原子，会给材料提供能导电的电子。
温度越低，这些电子越会被“冻”回杂质原子身上，动弹不得。
材料越来越像一块绝缘体，电阻应该急剧上升。
学界管这套预期叫“简单图像”，几乎没人怀疑过。
洪朝生手里的数据，偏偏跟它对着干。
他换了一块杂质更少的样品，重新降温，重新测。
怪现象还在，只是出现得更晚。
再换一块杂质多的。
怪现象出现得更早，电阻也更低。
同组的美国同事凑过来，翻了半天记录本。
「洪，会不会是仪器漏热？」
「漏热的话，几块样品该一起乱套。现在是杂质越多，反常出现得越早，这里头有规律。」
同事耸耸肩，在本子边上写了一个词：神秘。
普渡大学研究锗，有它的来头。
二战期间，室主任哈洛维兹带着研究组为雷达检波器攻关锗材料，普渡大学成了美国锗研究的重镇。
1947年，贝尔实验室造出晶体管，用的也是锗。
锗一下子成了全世界物理学家眼里的香饽饽。
1948年10月，洪朝生从麻省理工学院毕业，进了哈洛维兹的研究组。
他在麻省理工只用两年零九个月就拿下了博士学位。
导师诺丁汉姆对他的论文非常满意，推荐他去美国物理学会年会上作报告。
洪朝生自己却不这么看。
他认为论文的主导思想是导师的，自己的独立研究训练还没补齐。
到了普渡大学，他和同事们花了大半年，搭起这套低温测量装置。
眼前这组怪数据，是他头一回独自啃一块没人能回答的硬骨头。
那段日子，他白天测数据，晚上对着笔记本画原子排布图。
杂质少的时候，杂质原子彼此离得远，电子被冻住，只能待在原地。
杂质多了呢？
原子挨得近了，电子云会搭在一起。
他手里的铅笔停住了。
【要是挨得够近，电子就能从这个杂质跳到那个杂质上。】
【杂质原子连成一条带子，电子用不着再挤原来的导电通道，顺着这条带子就能走。】
杂质越多，原子越挤，这条路就越好走。
所以反常出现得越早，电阻也越低。
一组“神秘”数据，就这么被他想通了。
他把这个解释叫做杂质带导电。
后来，物理学界管它叫“洪朝生效应”。
哈洛维兹看完他的分析，决定把这个方向往深里挖。
「洪，你留下来，这摊工作交给你。年薪我给你往上提。」
洪朝生摇了摇头。
「我已经安排好了，要去荷兰莱顿学低温物理。学完，我回中国。」
哈洛维兹愣住了。
「回中国？那边连一台液氦机都没有。」
「所以我才要回去。」
02
1931年秋，九一八事变的消息传到北平。
育英学校的英文课上，崔先生和任太太捧着英文报纸念事变报道，念到一半，失声痛哭。
台下的学生跟着哭，整个教室哭成一片。
10岁的洪朝生坐在里面，也抹起了眼泪。
后来他进了汇文中学读高中，遇上了物理老师张佩瑚。
张佩瑚教物理，也讲时局。
「一旦战争打起来，你们青年学生都该上战场。我也要拿我学的无线电，去给抗战出力。」
洪朝生头一回发觉，物理这门学问，能跟国家的命运连在一起。
1935年，一二·九运动爆发。
15岁的洪朝生登上全校师生大会的讲台作动员演说，又跟着队伍参加了“一二·一六”大游行。
同学李宗熹后来在他的留言册上写了三个字：小英雄。
1936年夏，他考上了清华大学物理系。
录取的消息拿回家，父亲洪观涛却沉了脸。
洪观涛不是普通人。
他1906年加入同盟会，在比利时、法国留学8年，专攻铁路工程。
回国后，他当过陇海铁路潼关至西安段的工程局长兼总工程师。
他这辈子信一句话：工程救国。
「学物理，能修铁路吗？能造机器吗？」
「爹，没有物理，哪来的机器？」
「学费，你自己想办法。」
一句话，把儿子的路堵死了。
洪朝生拗不过父亲，转进了工学院电机工程系。
物理梦，暂时压进了箱底。
1937年，七七事变爆发，清华南迁长沙。
洪朝生和几个同学商量好，去延安。
交通封锁，几次都没走成。
1938年初，他下了决心不再退，一路赶到郑州，才发现封锁线过不去，只能折返。
延安，成了他一生没能成行的遗憾。
同一年，学校再次南迁。
他跟着“湘黔滇旅行团”从长沙出发，翻山越岭，步行三千多里到了昆明，进了西南联大。
那支队伍留下过一张小分队合影，前排左二就是他。
1940年，他从联大电机系毕业，留校当了4年助教。
1944年，他同时考过了庚款留英和留美两场考试。
老师范绪筠建议他去美国。
1945年，他进了麻省理工学院，学电子物理。
绕了一大圈，他终于又摸到了物理的门槛。
03
1949年10月，普渡大学。
洪朝生的宿舍里住着两个中国人。
另一个，叫邓稼先。
两人都是爱国社团“留美科协”的成员，常凑在一起读进步报刊，议论国内的消息。
那些天，他们翻得最勤的是《华侨日报》。
报上登出了新中国成立的消息。
还转载了五星红旗的图样和制法说明。
洪朝生找来一张普渡大学印制的坐标纸，铺在桌上。
他对照着报纸一格一格地数，先定旗面的长宽比例，再定大星的位置。
四颗小星，每一颗都要有一个角对准大星的中心。
画完，他把图样夹进了自己的文件里。
回国学什么，他早有打算。
还在普渡大学的时候，他就写信给母校清华，打听回国以后做哪个方向最合适。
回信的是钱三强和彭桓武。
信里说，低温物理很重要，国内也该开展这方面的基础研究，建议他再去西欧待一年，长长见识。
这封信，定下了他后半生的方向。
1950年，他离开普渡大学，到了荷兰莱顿大学。
同年8月，邓稼先先一步回了国。
莱顿大学有昂内斯的实验室。
早在1908年，昂内斯在这里第一次把氦气变成液体，温度降到零下269摄氏度。
1911年，超导现象也是在这里发现的。
全世界搞低温的人，都把莱顿当成朝圣地。
洪朝生在这里做超流氦实验。
业余时间，他跑遍了欧洲能参观的低温实验室。
看得越多，心里越沉。
人家的实验室里，液氦像水一样用。
国内连一间低温实验室都没有，一滴液氢都造不出来。
就在这时，他收到了一封国内来信。
写信的是中科院应用物理所的陆学善。
【院里决定建立低温物理实验室，已与清华商妥，请你回来主持筹建。】
信里还提到一笔钱：10亿元，相当于币制改革后的10万元，专门用来买设备。
那正是抗美援朝打得最艰难的时候，国家处处都要用钱。
这笔钱有多重，洪朝生心里有数。
他马上开始研究西欧氢、氦液化设备的设计原理和配置，挨家向厂家询价。
问题跟着冒了出来。
西欧厂家和中国没有贸易往来。
东欧厂家不跟个人打交道。
手里有钱，东西买不来。
直到1951年夏，国内派出的科学仪器采购团到了东德，钱临照把洪朝生叫到东柏林。
两人在那里泡了一周，向东德厂家订下了小型液化空气机、氢和氦的压缩机，还有一批仪表。
钱临照又给他汇来一点美元。
洪朝生拿着这笔钱，从昂内斯实验室作价买了一些国内弄不到的特殊材料。
这些设备、仪表和材料，就是新中国低温事业的全部家底。
同一年，哈洛维兹在一次国际低温会议上又找到了他。
这已经记不清是第几次劝他回普渡大学了。
英国物理学家莫特也向他发出邀请，请他去英国一起做位错理论研究。
洪朝生心底最爱的就是理论物理，这份邀请比加薪更难推。
他全都谢绝了。
那时候，他心里有一张蓝图。
回国以后实验室一建起来，他就接着做低温物理的基础研究。
至于氢、氦液化这些机器，那是工程技术人员的事。
1952年初，洪朝生回到了北京。
04
洪朝生先是在清华物理系任教授，随后进了中科院应用物理所，着手筹建低温物理实验室。
实验室人员名单一拿出来，他愣住了。
高级研究人员，就他一个。
往下数，一个初级研究人员，一个技工，一个徒工。
那张蓝图，头一步就卡住了。
搞低温物理研究，先得有液氢、液氦。
没有液氦，什么实验都无从谈起。
有一次，吴有训问他。
「你是不是买一台液氦机？你在国外不也是用现成的液氦机吗？」
洪朝生比谁都想买。
买来就能直接做研究，省下好几年。
可他刚在欧洲碰过壁。
欧美能造氦液化机的国家，对华一律禁售。
「这个我得自力更生，自己来干。」
从这天起，洪朝生干起了工程师的活。
原理他懂。
可从原理到一台能出液体的机器，中间隔着设计、加工、安装、调试，每一步都是坎。
当时国内的工业底子薄，很多材料找不到。
找到了，加工精度又够不上。
1953年，从东德订的设备一箱箱运到了。
实验室里添了几名高级技工，几个刚毕业的大学生，还有见习员。
洪朝生领着这群人开箱、清点、对图纸。
他白天泡在实验室，晚上还要备课。
同一年，他和黄昆、王守武、汤定元一起，在北京大学和物理所开设固体物理、半导体物理课程。
新中国第一批半导体人才，有不少出自这几门课的课堂。
1954年，实验室用进口的空气液化设备，造出了液体空气。
零下190多摄氏度，这是第一道台阶。
下一道，是液氢。
液氢在零下253摄氏度左右。
国外现成的液化器买不到，他们只能自己设计、自己加工。
换热器要盘细管，管子的焊口不能有一丝漏点。
真空夹层抽不到要求，冷量就全跑了。
一个老技工攥着图纸来找他。
「洪先生，这个公差，咱们的车床做不出来。」
「做不出来，就改设计，照着咱们车床能做的来。」
「改了，还能用吗？」
「先算。算得通，就试。」
这几句话，成了实验室的规矩。
算，试，看结果，找毛病，改，再试。
有时候整整一个礼拜，机器转了又停，停了又拆。
液氢还有一层危险。
氢气一旦漏出来，碰上火星就会爆炸。
实验室里每个人都绷着一根弦，阀门拧几圈，管路怎么接，都要反复核对。
洪朝生从前认为，这些是工程师的事。
现在，他自己趴在设备边上查漏点，满手是油。
1956年，第一台自行设计、自行加工的氢液化器调试成功。
每小时能出6升液氢。
这是国内第一次获得液氢。
也是在这一年，“两弹一星”工程正式启动，低温技术一下子成了急需。
1956年12月，洪朝生随严济慈率领的中国科学院考察团访问苏联。
苏联物理学家朗道请他作了一场报告。
洪朝生讲的，正是当年在普渡大学做的锗单晶杂质导电。
朗道听完非常欣赏，又介绍他去苏联其他大学作报告。
洪朝生出了一趟差，回来又钻进了机房。
05
有了液氢，下一个目标是液氦。
氦是最难液化的气体，要降到零下269摄氏度。
这道题，昂内斯当年在莱顿解开过。
如今，它摆到了北京这间实验室里。
他们的方案是先用液氢预冷，再把氦气一步步压下去。
一次不成，就拆开查。
查出毛病，改了再上。
“试验、分析、改进、再试验”，这个循环转了一圈又一圈。
1958年，洪朝生又在实验室里组建了国内第一个超导研究组。
他提出，要去找超导转变温度在80K以上的材料。
当时已知的超导材料，转变温度最高也不过十几K。
1959年4月，氦液化系统再次启动。
管路结满了霜。
所有人盯着那只杜瓦瓶。
瓶底出现了一层透明的液体。
中国的第一滴液氦，造出来了。
实验室里有人拍桌子，有人跑过来握洪朝生的手。
洪朝生看了一眼液面，转身就去翻记录本，核这一轮的各项参数。
高兴归高兴，他心里有个疙瘩没解开。
这套系统得靠液氢预冷。
液氢易燃易爆，制备又麻烦，没有几个单位敢用、能用。
液氦要想在全国铺开，必须造一种不用液氢预冷的新机器。
国际上现成的路子，叫柯林斯型氦液化器。
它的发明人柯林斯，是麻省理工学院的教授。
这种机器靠活塞膨胀机制冷，原理成熟，各国都在用。
洪朝生决定，就照这条路走。
06
柯林斯型方案，卡在一个数字上。
5微米。
膨胀机的活塞和气缸之间，间隙不能超过5微米。
一根头发丝的粗细，大约是它的十几倍。
间隙大了，气体就从缝里漏走，冷量跟着跑掉。
而且这个间隙，要在零下二百多摄氏度的低温端保住。
图纸送到加工厂，活塞做回来一个，装上一试，不是卡死就是漏气。
再做，还是不行。
国内的机械加工水平，到不了这个精度。
项目停了下来。
1961年，一个23岁的年轻人走进了实验室。
他叫周远，刚从清华大学毕业，分配在中科院半导体所。
半导体研究离不开低温技术，所里派他到物理所实习，跟着洪朝生学。
周远来了没多久，就天天围着那台趴窝的膨胀机转。
他大学时接触过内燃机，也琢磨过斯特林制冷机的活塞结构。
一天晚上，他在本子上画出一张草图。
第二天的组会上，他把草图摊开。
「我有个想法。把活塞加长，密封不放在低温端，挪到室温端。」
屋里静了一下。
「室温端好加工，间隙能放宽。我估算过，5微米可以放到100微米。」
一位老研究人员先开了口。
「国外都是密封在低温端，人家干了这么多年，怎么没想到这么改？」
「人家的机床能做到5微米，用不着改。」
「活塞加长，漏热怎么算？结构稳不稳？这可不是画张图的事。」
技工那边也有人摇头。
「这跟国际上的做法差得太远了。万一不行，几个月的工夫全打了水漂。」
周远还想再争，几个人已经把话题岔开了。
他只是个实习研究员，连这个组的正式成员都算不上。
组会散了。
洪朝生没表态。
他把那张草图收进自己的文件夹，回了办公室。
第一天，他一句话没提。
第二天，他把柯林斯方案的原始计算翻出来，跟周远的草图一项一项比对。
第三天，有人在走廊里碰见他，问那个实习生的方案怎么说。
他摆摆手，没接话。
实验室里开始有人嘀咕。
「洪先生这是不同意，又不好意思驳那孩子的面子吧。」
「国家等着用液氦，总不能拿个实习生的点子去赌。」
周远自己也觉得没戏了。
他照常来上班，给老技工打下手，再没提那张图。
第四天早上，洪朝生夹着文件夹进了实验室。
他把那张草图摊在大桌子上，用手掌压平。
全屋的人都停下了手里的活。
「周远，你过来。」
热门跟贴