卡文迪什实验室的成功经验

英国剑桥大学的卡文迪什实验室是世界上一流的实验室，它与剑桥大学的物理学科几乎是同义词。它的一流，既表现在取得了一系列物理学上的开创性成果，也表现在造就了好几代出类拔萃的科学人才，获得诺贝尔科学奖的就有29位，这在整个科学史上是空前的。

一、面向世界揽天下英才

卡文迪什实验室之所以能够在145年的岁月长河中经久不衰，首要原因在于善选优秀人才。

卡文迪什实验室创建于1871年。1882年，第二任教授瑞利就实行了一项重要改革：实验室向妇女开放并开设男女平等的班级。1895年，汤姆森教授的改革是打破国别界线和性别界限的束缚，以才学取人，面向世界招收研究生，并且授予女性学者学位。被誉为培养人才巨匠的卢瑟福教授，秉持科学无国界的观点，在他的学生和助手中，有的来自西方发达国家，也有的来自小国、殖民地或很多落后国家，甚至来自中国、日本和苏联的学生。

实际上，后来的历任教授都很好地继承并发展了这一传统。他们在选人时都能摒弃狭隘的民族、地方和信仰意识，按照公平竞争的原则广揽人才，而且在选择人才时，分数不是最主要的，而更加看重学生的原创性素质、水平和能力。在教学和研究过程中，对任何一个国家和地区的学生都是一视同仁，热心关注着他们的学习和研究进展。也正是这种爱才无类的方式，网罗了来自世界各地的科学英才，成就了实验室的高度威望和卓越发展，可以说，这种面向世界、公正平等的人才选拔方式为实验室的极大成功创造了先决条件。

二、学科带头人的学术领导力

在严格的选择标准和任命程序下，到目前为止，卡文迪什实验室先后有9位卡文迪什教授，他们分别是麦克斯韦、瑞利、汤姆森、卢瑟福、布拉格、莫特、派帕德、爱德华兹、佛伦德。他们是世界上一流的物理学家，一流的教授，也是卡文迪什实验室的学科带头人。卡文迪什的成功离不开这几位强有力的主帅，正是在他们的带领下，实验室迅速走向世界一流。

尽管对实验室教授的选择并没有成文的规定，但是从历届教授的选聘上可以归纳出三条不可或缺的原则：“一是科学成就卓著并能领导该室沿有成果的道路发展，二是在国际上有崇高的威望，三是对剑桥大学的决策有重要的影响。”[1]卡文迪什教授也是系主任，身兼教学科研和实验室管理的双重任务。每逢换届时，剑桥大学都要为此成立专门的评选委员会，经过苛刻的评审程序，物色其人选。

一个成功的学科带头人，除了自身的学术造诣之外，其他方面的能力也是必不可少的。汤姆森突破经典电磁理论的桎梏，打破原子为终极粒子的陈旧观念，将实验室的主攻方向转到气体放电和原子的内部结构上来，使实验室一举进入到物理学的最前沿。卢瑟福十分重视学生的研究课题，并能根据他们的兴趣和具体情况给予帮助和指导，真正做到了“因材施教”。这样的例子不胜枚举，比如“卢瑟福将专长于电气工程的卡皮查放在高强度电磁场研究，将考克饶夫特放在研制加速器上，支持阿普尔顿研究无线电通讯而导致发现电离层。”[2]他对每位学生的意愿和能力都非常了解，能够充分发挥他们的才能并将其引领到最适合的研究方向上来，对学生的原创性思想给予培植和扶持，使其成长并结出硕果。卢瑟福在培养尖端人才方面有着无可比拟的能力，仅在他任期内，“有7位获得诺贝尔奖，6人被授予爵士，1人被封为勋爵，2人被选为大英科学促进协会的主席，1人当选过皇家学会主席，1人做过英国自治领的总督。”[3]二战以后，布拉格为适应学生人数增多和规模扩大的需要，建立了组系管理体制，一改卢瑟福过去实行的集中领导模式，这一民主和分权的管理体制调动了广泛的积极性；为了避免日常事务的分心，他还成立秘书室，专管一般的行政事务，这样就可以心无旁骛地管理教学和科研。

三、教学和科研的良性互动

卡文迪什实验室不是一个单纯的实验室，实际上也是剑桥大学的物理系，兼有教学与科研的双重职责。它成功的秘诀之一，就是实现了教学与科研的完美结合。教学相长、教研相长在这里得到了完美的诠释。

卡文迪什实验室从成立之初，就决定采用物理实验的方法来进行教学和研究，坚持将研究注入教学，使得教学过程既是学习过程，也是进行研究的过程。首任教授麦克斯韦在发表就职演说时就提及，科研在学校的教学中有着重要作用，要将教学和科研有系统地结合起来，让学生投入到前沿的研究中去。这一做法对培养大量顶尖人才起到了重要作用，也成为实验室的优良传统。继任者瑞利不仅建立了有组织、有系统的实验物理教学体制，完善课程设置和编写应用物理教科书，还带领学生精确测量了各种电标准。汤姆森吸收了德国的研讨班制和博士学位制的优点，同时又主张学生要动手实验、通过实验培养独立思考的能力。

尽管有一段时期，卡文迪什实验室也存在着教学和科研的矛盾，到莫特出任教授时，俨然已经“变成了一个研究院”[4]，因此寻找教学和研究之间的平衡便成为他要解决的重要问题。基于此，莫特大胆改革，在教学上进行了两项改革，一是改革研究生的课程设置，二是改革奖学金考试体制，改变重研究轻教学的传统做法。“莫特的科研与教学结合思想实际上是大学应当以教学为基础，以研究求进取的路线。”[5]莫特审时度势，及时改变策略，促使两者重趋平衡。

教学与科研相结合，既有利于培养人才，也有利于科学研究，使得教学与科研形成良性循环，从而推动学科不断发展。

四、学科交叉的革命性成果

卡文迪什实验室历来不囿于物理学一域，注重跨学科研究，这也是它一直处于世界领先水平的原因之一。

卡文迪什实验室29人获得诺贝尔奖，并不都在物理学领域，还有化学奖、生理学或医学奖。卢瑟福入主卡文迪什实验室时，除了将核物理作为主要研究方向之外，还支持无线电探测、高强度电磁场和蛋白质晶体结构等研究，取得了一系列重要发现，并奠定了分子生物学的基础。第五任教授布拉格在主持实验室期间，积极鼓励将量子力学、分子遗传学、有机化学和晶体物理学等学科进行交叉与渗透，利用X光晶体衍射技术分析生物大分子结构，使研究方向逐渐转向蛋白质结构和生物分子学的研究，成功地实现了物理学和生物学的交叉。第二次世界大战以后，实验室形成了一个研究生物大分子结构的团队，仅在1962年，该团队就有5人获得了同年的诺贝尔奖。20世纪50年代至60年代，卡文迪什实验室的科学家们以物理学方法和理论为基础，又跨过物理学进入到其他的学科领域。1953年DNA双螺旋结构的提出就是卡文迪什实验室多学科交叉合作研究的典型成果，这一伟大发现得益于物理学家克里克和生物学家沃森的通力合作，他们发挥各自学科背景的特长，默契配合，获得了20世纪生物学中最伟大的发现，也由此开启分子生物学时代，开辟了生命科学的新纪元。

到派帕德接任第七任教授时，他将大量的仪器设备投入到射电天文学和半导体物理学，开创新的学科跨界。近年来，该室在跨学科科研方面仍在持续发力，“21世纪的前十年，卡文迪什实验室站在纳米技术领域新前沿，同时也开拓了冷原子和超低温物理研究的崭新领域。”[6]并以此释放出巨大的跨学科科研生产力。

注释：

[1]阎康年.卡文迪什实验室选择和培养人才的经验研究[J].自然科学史研究，1996,(3):198.

[2]范旭，李佳晋.卡文迪什实验室的协同创新实践及其对我国高校的启示[J].科技管理研究，2014,(20):82.

[3][4][5]阎康年.卡文迪什实验室：科学革命的圣地[M].河北：河北大学出版社，1999:260, 535,536.

[6]陈艾华，邹晓东.英国研究型大学提升跨学科科研生产力的实践创新——基于剑桥大学卡文迪什实验室的分析[J].自然辩证法研究，2012,(8):57.