培養(yǎng)29位諾貝爾獎獲得者的超級機構(gòu) , 最牛實驗室之卡文迪許實驗室
伴隨著2019年各項諾貝爾獎項的陸續(xù)公布,新的一批諾貝爾得主也悉數(shù)公之于眾 。讓人欣慰的是我們科技進步如此之快,人類一直對自然科學(xué)的追求從未停止,但更讓人遺憾的是作為大國的中國又一次空手而歸,是我們的科研水平達不到還是我們的科研設(shè)施相對落后呢?這其中肯定有很多種因素影響 , 但做為中國的科學(xué)家來說,他們已經(jīng)很了不起了,值得我們的敬佩,或許在給點時間,相信我國的科學(xué)家一定會在這樣的世界頂尖科學(xué)獎項里有所斬獲 。

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諾貝爾獎?wù)?br /> 相信很多人都會有疑問,做為諾獎評選的科研成果,都是憑空想象出來還是在實驗室不斷通過實驗總結(jié)發(fā)現(xiàn)的呢?其實這二者都有一定的關(guān)系,我國物理學(xué)家楊振寧曾經(jīng)說過,新的成果需要從實驗看到現(xiàn)象到對現(xiàn)象總結(jié)產(chǎn)生唯象理論,再到最后得到實際的理論框架 。可見如果沒有善于發(fā)現(xiàn)的思維或者沒有良好的實驗室,新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)或者研究成果很難真正得到廣泛的認可 。

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劍橋大學(xué)
那作為內(nèi)部環(huán)境,善于發(fā)現(xiàn)的思維那是天賦,每個人本身可能都會存在差異 , 有的人或許可以經(jīng)過后天的培養(yǎng)教育得到顯著的提高 , 但那科研基礎(chǔ)貢獻最多的實驗室,這可不是光靠想象就可以形成的 。
實驗室成就英雄,同樣英雄也成就了實驗室,而物理學(xué)這座大廈之所以能穩(wěn)固聳立在云端,實驗室這間“作坊”可謂是立下汗馬功勞 。這其中就少不了世界最牛實驗室之一的卡文迪許實驗室 。

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劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室
1871年初,已經(jīng)40歲的麥克斯韋被委任監(jiān)理,籌劃卡文迪許實驗室的發(fā)展,實驗室命名取自英國物理學(xué)家和化學(xué)家亨利.卡文迪許 。亨利.卡文迪許可以算是物理學(xué)界的真正富二代,他一生從未為了錢苦于奔波 , 他把自己很大部分的財產(chǎn)都用到自己家中的實驗室中 , 花費重金在自己的實驗器材上 , 實驗室成為他的夢想搖籃 。

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亨利.卡文迪許
可能是他極度靦腆的性格,很少與外界交流,導(dǎo)致最后他自己在實驗室的研究成果很多都留在了自己的實驗手冊上 。雖然卡文迪許實驗室取名是來自亨利.卡文迪許,但真正建造實驗室的經(jīng)費是來自威廉.卡文迪許,威廉.卡文迪許跟亨利.卡文迪許是親戚關(guān)系,而威廉.卡文迪許當時正是劍橋大學(xué)的校長 。最后在威廉.卡文迪許的私人捐助下,在1874年建造完成,順理應(yīng)當?shù)?nbsp;, 麥克斯韋成為卡文迪許實驗室的第一任實驗室主任 。

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麥克斯韋
卡文迪許實驗室做為英國最高學(xué)府之一的劍橋大學(xué)物理實驗室,從誕生到成為世界頂尖科學(xué)實驗室,一路伴有物理學(xué)界的大咖輔佐 。作為創(chuàng)始人麥克斯韋的成就已經(jīng)被許多人耳熟能詳了,他提出的電磁理論及麥克斯韋方程組在物理學(xué)上是具有劃時代的意義的,在物理學(xué)上的貢獻被譽為繼牛頓愛因斯坦之后的第三人 。

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麥克斯韋方程組統(tǒng)一了電磁學(xué)
雖然他在實驗室上的籌建上嘔心瀝血,從一磚一瓦到門頭題字都是親自過問,但是他晚年并未在實驗室?guī)硖貏e突出的研究成果 。相反,他晚年花費了很多的時間整理亨利.卡文迪許的筆記,也正是麥克斯韋的孜孜不倦,讓我們后人有幸更多地了解了亨利卡文迪許,被譽為第一個稱出地球質(zhì)量的人 。麥克斯韋作為實驗室的第一任主任,他更多的是為實驗室的科研指明了方向 , 不幸的是在1879年,才48歲的麥克斯韋因病在劍橋逝世 。

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卡文迪許實驗室舊址
斯特拉特即瑞利第三作為繼任者,成為實驗室的第二代主任 。瑞利男爵上任后更系統(tǒng)地把學(xué)生實驗進行了鞏固,實驗室提倡“想入非非,胡思亂想”,秉著“科學(xué)怪人”的思想,希望學(xué)生們自己動手多做實驗,更讓人詫異的事情是在實驗室中用到的儀器都需要學(xué)生們自己動手去制作 , 這要比去學(xué)習(xí)怎么調(diào)整現(xiàn)成的儀器來說可以獲得更多的知識,而卡文迪許實驗室自制儀器的傳統(tǒng)也一直被保留了下來 。在他上任還不到5年的時間后,瑞利男爵因被選為皇家學(xué)院教授而辭職,由年僅28歲的J.J.湯姆遜繼任,成為卡文迪許實驗室的第三代主任 。

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瑞利男爵
湯姆遜能從競爭者中脫穎而出靠的并不是運氣,而是真正的實力 , 他在劍橋的日子苦心鉆研麥克斯韋電動力學(xué)及他發(fā)篇的十幾篇物理學(xué)領(lǐng)域的文章等待因素,讓他在競選中更加得到評審委員的青睞 。湯姆遜也終不負眾望,把卡文迪許實驗室?guī)ьI(lǐng)到了一個新的高度 。雖然年齡不大,但從1876年走進劍橋的那一刻起,注定他要在劍橋書冊上留下輝煌一頁 。他帶給實驗室最實質(zhì)性的不是他在實驗室里面獲得研究成果和名聲,而是在他的主張思想下逐漸形成的卡文迪許學(xué)派 。也正是他的努力跟堅定不移,讓卡文迪許學(xué)派能在物理學(xué)界的舞臺上大放光芒 。

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約瑟夫.湯姆遜
可能大多數(shù)人都知道正是湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子,終結(jié)了20年的原子物理大討論,因為在發(fā)現(xiàn)電子之前,人們認為原子是物質(zhì)的最小單位 。一直困擾湯姆遜的陰極射線的實驗是他能發(fā)現(xiàn)電子的起點 , 人們普遍認為物質(zhì)最小單位是原子,既然原子不帶電,那為啥陰極射線是由帶電的原子構(gòu)成的呢?這之間存在明顯的矛盾 。

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轟擊金箔實驗
正是這種好奇驅(qū)使,必須尋得真理的恒心,湯姆遜把自己泡在了實驗室,通過大量實驗總結(jié)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,終于在1897年有了實質(zhì)性的突破,證明了電子的存在,還測出電子的荷質(zhì)比,徹底顛覆了之前人們對于物質(zhì)的認識,讓物理學(xué)大廈更高一層 。而這一切同樣離不開實驗室的功勞 。

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做實驗的湯姆遜
1919年,湯姆遜卸下了自己身上已經(jīng)35年的重擔,由他的學(xué)生歐內(nèi)斯特·盧瑟福接任第四任卡文迪許實驗室主任 。盧瑟福的名聲不亞于他的老師湯姆遜 , 他證實了原子的中心有原子核的存在,更提出了盧瑟福模型 。在放射性領(lǐng)域更是獨樹一幟,提出放射性半衰期的概念,并將放射性物質(zhì)命名為α和β射線,卡文迪許實驗室在這二人的帶領(lǐng)下達到了“豐收季節(jié)”,鑄造出了物理學(xué)的半壁江山 。被稱為“世界物理學(xué)發(fā)源地” 。雖然在這之后卡文迪許實驗室存在波動 , 由于戰(zhàn)爭或者外界等等因素的影響,實驗室的研究方向也存在轉(zhuǎn)型,但卡文迪許實驗室從未掉落出頂尖行列的隊伍 。

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盧瑟福
雖然卡文迪許實驗室只是一棟古色古香的3層樓房,看上去建筑面積并不覺得宏偉,但就這樣的一個地方 , 還有一個很特殊的稱呼,被稱為“諾貝爾獎的搖籃” 。卡文迪許實驗室從1904年到1989年,在這短短85年期間總共產(chǎn)生了29位諾貝爾獎得主 。第一任主任麥克斯韋雖然沒獲得諾貝爾獎,并不是因為他的成就不及諾貝爾獎水平,而是那時候諾貝爾獎還沒有成立,第二任瑞利男爵和第三任湯姆遜獲得了諾貝爾物理學(xué)獎,而第四任盧瑟福不但自己獲得了諾貝爾化學(xué)獎,更是在他的學(xué)生中多達11人獲得了諾貝爾獎 。這就是典型的諾獎收割機,是現(xiàn)在世界上任何一個研究機構(gòu)都無法比擬的 。

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卡文迪許實驗室
卡文迪許實驗室的成功離不開科學(xué)家們的艱辛付出,不管是哪個國家 , 科研的實力如果不能有效的走在前端,那整體科技水平一定是“逆水行舟 , 不進則退” 。雖然我國目前還沒有哪個實驗室的戰(zhàn)績可以比肩卡文迪許實驗室,但是更相信,給點時間 , 我國的重點實驗室的研究成果一定會站在世界頂尖 。

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中科大火災(zāi)科學(xué)國家重點實驗室
【?培養(yǎng)29位諾貝爾獎獲得者的超級機構(gòu),最牛實驗室之卡文迪許實驗室】很多人都曾質(zhì)疑日本曾夸下說50年內(nèi)拿下30個諾獎的海口 , 但是隨著吉野彰榮獲2019年諾貝爾化學(xué)獎成為日本第27位獲獎?wù)撸嗳讼嘈湃毡居袑嵙υ?0年內(nèi)拿下30個諾獎的豪華任務(wù)甚至可以提前完成 。事實上就諾獎的頒發(fā)時效看,頒發(fā)的成果獎項是有滯后性的,隨著近幾十年中國科研水平的顯著提高 , 或許不久,中國會是諾獎舞臺的下一個主角 。
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