丰硕的实验室成果是创建世界一流大学的基石

朱娟蓉

摘要：大学实验室成为取得辉煌科研成果的重要载体，是关键中的关键。英国剑桥大学卡文迪许实验室的成功经验告许我们：追求科学和真理是实验室建设持续不变的目标；不拘一格选主持、不拘一格育人才是实验室建设的高贵灵魂；志存高远、视名利如天上浮云是实验室研究人员的优良品质；思想活跃、学术自由、氛围宽松是实验室建设的文化根基。

关键词：世界一流大学；实验室；科学精神

中图分类号：G482 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）37-0001-02

大学实验室建设成为取得辉煌科研成果的重要载体，是关键中的关键。科研这个硬指标上去了，自然也促使所在大学快速挺进世界一流大学和一流学科的行列。卡文迪许实验室的成果不仅奠定了英国剑桥大学相当长时期的辉煌，而且名声永恒，成为剑桥大学立于世界一流大学和一流学科永不唱衰的业绩。

一、卡文迪许实验室简介

英国剑桥大学的卡文迪许实验室（Cavendish Laboratory），最初是以H.卡文迪什命名的物理系教学实验室，后以整个卡文迪许家族命名，相当于英国剑桥大学（University of Cambridge）的物理系。卡文迪许实验室创建于1871年，1874年建成，由当时剑桥大学校长W.卡文迪许（William Cavendish）私人捐款兴建。

二、卡文迪许实验室的杰出成果

在卡文迪许实验室一百四十多年的历史中，它开创了电磁理论和实验、气体放电和原子结构、核物理、分子生物学、射电天文学、非晶半导体、凝聚态物理和有机聚合物半导体等很多重要的科学领域，培养了很多著名大师和一流的科研与教学方面的专家，而且产生了25个诺贝尔科学奖的获得者[1]，在世界近现代的科研机构中，可谓是历史最长、最著名和影响最大的基础科学研究与教学的机构。

三、对卡文迪许实验室发展阶段的点评与启示

卡文迪许实验室辉煌发展时期曾经经历了九任实验室主任，从宏观角度可分为三大发展阶段。

1.第一阶段，原子物理黄金期（1871—1937）。这一时期，经历了四任实验室主任。从麦克斯韦到卢瑟福，是卡文迪许实验室的原子物理的黄金时期，这一时期的实验室工作奠定了我们今天对物质世界认识的基础。麦克斯韦和瑞利建立起实验室的框架，将科学家的个人研究转变为单位研究，以促进科学家间的合作，从而适应现代物理所需要的专业化趋势。

（1）点评：实验室第一任主任坚持教学和科学相结合研究，培养学生自制仪器的动手能力。著名物理学家麦克斯韦（James Clerk Maxwell）（1831—1879）负责筹建这所实验室。1874年实验室建成后他担任第一任实验室主任。按照麦克斯韦的主张，物理教学在系统讲授的同时，还辅以表演实验，并要求学生自己动手，从那时起，使用自制仪器就形成了卡文迪什实验室的传统。

（2）启示：自制仪器不是为了省钱，而是让学生明白仪器是如何解码事物奥秘的，从而学会和掌握探寻事物存在、发展、演变的規律；今天社会发展很快，实验室仪器越来越先进，但是无论是老师还是学生通过先进仪器做实验，优点是节约了时间，缺点是只知其然不知其所以然，很难有更深突破。

2.第二阶段，转型期（1938—1953）。这一时期，经历了1任实验室主任布拉格。布拉格指导下的卡文迪许实验室经历了转型，将实验室重心调整为晶体物理学、分子生物学和射电天文学，他本人在晶体物理学上贡献良多。

（1）点评：这一时期，实验室在布拉格的领导下，将主攻方向由核物理改为晶体物理学、生物物理学和天体物理学，实现了战略转移。保证了实验室在这两个新兴学科上做出了辉煌的成果，发现了类星体、脉冲星、DNA双螺旋结构，确定了血红蛋白质的结构等，造就了一大批诺贝尔奖获得者。

（2）启示：体制的变化对事物都会带来或积极或消极的影响，关键是如何正确对待；布拉格正确对待困难的精神体现了人类共有的一种潜质，“历尽苦难，痴心不改”。当然，不是所有人都具备发挥这种潜质的品德，布拉格是关键中的少数人的杰出代表；“战略转移天地宽”应该成为当今众多大学实验室久不出成果的新思维。

3.第三阶段，剑桥大学物理系时期（1954— ）。这一时期的卡文迪许实验室，其实就是剑桥大学的物理系，依然非常好，可不再是独一无二的了。黄金时代的卡文迪许实验室关注的是原子物理，属于这个学科的时间是上世纪三十、四十年代。对于进一步的高能物理研究，大型加速器是必要的工具，这是一个极端耗钱耗能源的实验方向，以英国的国力很难单独支撑起现在的大型加速器实验。从这个角度，卡文迪许实验室的历史意义已经结束，从麦克斯韦到卢瑟福的主要历史积累已经用完，它现在就只是一个顶尖大学的物理系。[2]

（1）点评：①实验室第六任主任莫特，个人科研功底扎实，一生潜心研究并获诸多成果。因对磁性与不规则系统的电子结构所作研究的贡献，于1977年与其他两位科学家共获诺贝尔物理学奖。②实验室第七任主任派帕德，积极指导和帮助学生，不计名利。由于在学生论文上没有署名，失去了诺贝尔奖提名的机会。③实验室第八任主任爱德华兹，他在理论高分子物理方面的成就尤为突出，其标志便是国际公认的爱德华兹哈密顿量的问世。

（2）启示：任何事业快速发展到一定时期，都会出现相对平稳时期。科学研究也是如此；从体制的变迁、经费渠道的演变到管理者从政，都隐藏着科学成果产出下降的风险；当今时代，大学实验室的青春活力需要整合实力，协同发展，更需要走向市场。

四、启示后的思考

1.追求科学和真理是实验室建设持续不变的目标。从卡文迪许实验室第一任主任开始一直秉持这种精神，他们将此作为平生的主要事业。现在看来，在追求真理的过程中，实验室不仅要提供真实的科学原理，而且要提倡深刻的批评精神。

2.不拘一格选主持、不拘一格育人才是实验室建设的高贵灵魂。卡文迪许实验室挑选主持只选名师、大师，不挑完人。既有与众不同的怪人当过实验室主任，又有二十多岁的年青人当过实验室主任。

3.思想活跃、学术自由、氛围宽松是实验室建设的文化根基。实验室采取多种方法开展自由讨论和交流，师生之间进行平等讨论。在民主和自由的学风和气氛中对自己感兴趣的而又重要的课题进行研究，取得丰硕成果的几率更大。

参考文献：

[1]王荣德.卡文迪许实验室与诺贝尔奖获得者[J].高等工程教育研究，1999，（2）：73-77.

[2]Newscien.卡文迪许实验室的贡献[EB/OL].[2016-05-24].

http：//u.sanwen.net/subject/1577385.html.endprint