圖片來(lái)源：7月5日科技日報電子報第4版走進(jìn)實(shí)驗室專(zhuān)欄網(wǎng)頁(yè)截屏（部分）
英國劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗室只是一棟古色古香的3層樓房，看上去并不宏偉，但就是這樣一個(gè)地方，被稱(chēng)為“諾貝爾獎的搖籃”，自1895年諾貝爾獎創(chuàng )立以來(lái)，該實(shí)驗室共有30位成員獲獎，為物理學(xué)的發(fā)展創(chuàng )造了豐功偉績(jì)。
世界物理學(xué)“發(fā)源地”
作為近代科學(xué)史上第一個(gè)社會(huì )化和專(zhuān)業(yè)化的科學(xué)實(shí)驗室，自1874年成立以來(lái)，卡文迪許實(shí)驗室一直身處物理學(xué)發(fā)現的最前沿。
卡文迪許實(shí)驗室取名源自亨利-卡文迪許，他最重要的成就是完成了測量萬(wàn)有引力常量的扭秤實(shí)驗，使牛頓的萬(wàn)有引力定律成為一個(gè)精確規律，同時(shí)也為它提供了最重要的實(shí)驗佐證。其創(chuàng )始人詹姆斯-克拉克-麥克斯韋提出的電磁理論及麥克斯韋方程組，在物理學(xué)上具有劃時(shí)代的意義。第三代主任約瑟夫-約翰-湯姆遜發(fā)現了電子，終結了20年的原子物理大討論，導致了1920年代量子力學(xué)的出現。在湯姆遜擔任主任期間，威爾遜發(fā)明了云室——最早的帶電粒子徑跡探測器，促進(jìn)了正電子、繆子等的發(fā)現；歐內斯特-盧瑟福發(fā)現了人造核裂變，證實(shí)了原子的中心存在著(zhù)原子核。這些非凡的進(jìn)步開(kāi)創(chuàng )了現代物理學(xué)。
在盧瑟福的任期內，弗朗西斯-阿斯頓發(fā)現了化學(xué)元素的同位素；帕特里克-布萊克特首先拍攝了人工核相互作用；詹姆斯-查德威克發(fā)現了中子；約翰-考克羅夫特和歐內斯特-沃爾頓實(shí)現了第一個(gè)由加速高能粒子誘導的受控核解體，以及首次通過(guò)實(shí)驗證明了E=mc^2。
在湯姆遜和盧瑟福這對師徒的帶領(lǐng)下，卡文迪許實(shí)驗室鑄造了物理學(xué)的半壁江山，被稱(chēng)為“世界物理學(xué)的發(fā)源地”。此后，卡文迪許實(shí)驗室在計算機斷層掃描（CT）、X射線(xiàn)晶體學(xué)、DNA結構的測定、血紅蛋白結構的標定、脈沖星探索等領(lǐng)域，都作出了巨大貢獻。
從電磁到原子、從微小的DNA到廣袤的天體物理，諸多具有劃時(shí)代意義的新發(fā)現使卡文迪許實(shí)驗室科學(xué)家30次登上諾貝爾獎領(lǐng)獎臺。其中第一位獲獎?wù)呤菍?shí)驗室第二代“掌門(mén)人”瑞利勛爵，他因測定了氬氣的密度和性質(zhì)而獲得1904年諾貝爾物理學(xué)獎，而最新獲獎?wù)邉t是2019年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者迪迪埃-奎洛茲，因為“發(fā)現了圍繞其他類(lèi)太陽(yáng)恒星運行的系外行星”。
注重科研精神和人才培養
為什么卡文迪許實(shí)驗室能夠取得如此巨大的成功？
“我覺(jué)得最重要的是注重科學(xué)精神的傳承和人才的培養，劍橋大學(xué)把對學(xué)生的培養放在第一位?！敝袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)上海研究院執行院長(cháng)陸朝陽(yáng)教授一針見(jiàn)血地指出。2008年，陸朝陽(yáng)獲英國政府獎學(xué)金和劍橋海外基金資助，負笈卡文迪許實(shí)驗室。
在人才培養方面，陸朝陽(yáng)說(shuō)，最典型的例子是盧瑟福。盧瑟福不但自己獲得了諾貝爾化學(xué)獎，其學(xué)生中更有多達11人獲得了諾貝爾獎。為傳承卡文迪許實(shí)驗室的精神，陸朝陽(yáng)本人也非常注重學(xué)生的培養，其學(xué)生中不乏青橙獎得主、全球華人物理學(xué)會(huì )優(yōu)秀博士論文獲得者等。
中科院物理所量子體系光電子學(xué)課題組組長(cháng)許秀來(lái)教授曾在卡文迪許實(shí)驗室學(xué)習10年之久，他對科技日報記者表示：“卡文迪許實(shí)驗室非常重視教學(xué)，我在此學(xué)習和工作期間，凝聚態(tài)量子理論一課是當時(shí)的系主任皮特-李特爾伍德主講，所有習題課基本都是正式職工甚至教授主講，而且每次習題課都是小班，只有2—3人。教師的態(tài)度非常認真，我記得第一次帶實(shí)驗課培訓，主講老師告訴我們‘不要試圖愚弄學(xué)生，你必須嚴陣以待’?！?
重視教學(xué)一直是卡文迪許實(shí)驗室的優(yōu)良傳統。此前，物理學(xué)意味著(zhù)理論物理學(xué)，被認為是數學(xué)家的領(lǐng)域。而在麥克斯韋的主持下，卡文迪許實(shí)驗室主張用實(shí)驗方法揭示自然現象、本質(zhì)及其規律，并運用數學(xué)分析建立物理理論，再通過(guò)實(shí)驗檢驗理論。在他的課程上，不僅講理論，還會(huì )用實(shí)驗予以輔助，要求學(xué)生在上課的過(guò)程中，自己動(dòng)手制造儀器，進(jìn)行實(shí)驗研究，以此加深對理論的印象和理解。
陸朝陽(yáng)表示：“這些方式方法激發(fā)了學(xué)生們的科學(xué)探索激情，鍛煉了他們的動(dòng)手能力，也潛移默化地培養了他們的科學(xué)精神?！?
營(yíng)造自由的學(xué)術(shù)氛圍
陸朝陽(yáng)進(jìn)一步指出，卡文迪許實(shí)驗室營(yíng)造了非常自由的學(xué)術(shù)氣氛，這里鼓勵奇思妙想，給予學(xué)生充分的自由去探索他們感興趣的問(wèn)題，學(xué)生也可以自由選擇導師。
卡文迪許實(shí)驗室的這一氛圍源自麥克斯韋，在他的課上，只要學(xué)生有好想法，可以和任何人分享、交流和探討。
許秀來(lái)對此印象深刻，他說(shuō)：“卡文迪許實(shí)驗室不同課題之間、同事之間的討論相對開(kāi)放，大部分時(shí)間學(xué)術(shù)討論是自由的，學(xué)生可以直接指出老師觀(guān)點(diǎn)的錯誤?！?
這種良好的自由學(xué)術(shù)的氛圍，使實(shí)驗室碰撞出了各種各樣不同形式的思想火花。
“卡文迪許實(shí)驗室也鼓勵學(xué)科之間的交叉，最有名的例子就是DNA分子螺旋結構的發(fā)現?！标懗?yáng)說(shuō)。這或許可以解釋?zhuān)鳛閯虼髮W(xué)的物理學(xué)實(shí)驗室，卡文迪許實(shí)驗室何以涌現出那么多“跨界明星”，將化學(xué)獎和生理學(xué)或醫學(xué)獎收入囊中。
縱觀(guān)卡文迪許實(shí)驗室這100多年的發(fā)展歷程，盡管不同“掌門(mén)人”的領(lǐng)導風(fēng)格不同，但對于一個(gè)偉大的實(shí)驗室來(lái)說(shuō)，能讓其在時(shí)代的變遷中永遠熠熠生輝的，是身處其中的人殫精竭慮探索科學(xué)奧秘、追求科學(xué)真理的熱情，是嚴謹求實(shí)的科研作風(fēng)和自由開(kāi)放的學(xué)術(shù)氛圍。(記者劉 霞)
