1 卡文迪許實驗室簡介

卡文迪許實驗室是英國劍橋大學的一個物理實驗室，是由當時劍橋大學的一位與 18、19 世紀對物理學和化學都做出過巨大貢獻的科學家亨利·卡文迪許是近親的、名叫威廉·卡文迪許的校長，于 1871 至 1874 年間私人捐款興建的． 為了紀念偉大的科學家亨利·卡文迪許，所以將此實驗室命名為卡文迪許實驗室．

1. 1 麥克斯韋主張自制儀器表演實驗

負責創建卡文迪許實驗室的是著名物理學家、電磁場理論的奠基人麥克斯韋，并且麥克斯韋本人擔任了第一屆相當于實驗室主任的卡文迪許實驗物理學教授． 在他的主持下，卡文迪許實驗室開展了教學和多項科學研究． 按照麥克斯韋的主張，在系統地講授物理學的同時，還需輔以表演實驗． 他認為，這些實驗的教育價值，往往與儀器的復雜性成反比，學生用自制儀器，雖然經常出毛病，但卻會比用仔細調整好的儀器，學到更多的東西． 仔細調整好的儀器學生容易依賴，而不敢拆成零件，所以表演實驗則要求結構簡單，學生便于掌握． 從那個時候起，使用自制儀器做表演實驗就形成了卡文迪許實驗室的特色與傳統．

1. 2 湯姆遜主張招收各地\\( 含國外\\) 學生來實驗室學習與研究

湯姆遜是卡文迪許實驗室的第 3 任實驗室主任，他主張招收各地\\( 含國外\\) 學生來實驗室學習與研究，并建立了一整套培養研究生的制度和形成了優良的學風． 1895年，卡文迪許實驗室開始招收劍橋大學外校\\( 包括國外\\)的畢業生當研究生，一大批優秀青年陸續來到卡文迪許實驗室，在湯姆遜的指導下進行學習與研究． 在湯姆遜 35 年的任職中，卡文迪許實驗室的成員開展了大量的現代物理前沿的研究，并且取得了巨大的成就，卡文迪許實驗室成員的研究水平處于當時世界領先地位．

1. 3 大師云集，卡文迪許實驗室 100 多年來經久不衰

麥克斯韋建立實驗室并首任實驗室主任，經瑞利第三對麥克斯韋的自制實驗觀點的傳承; 第 3 任實驗室主任湯姆遜主張廣納賢才，招生來自劍橋大學外、甚至英國以外的學生來實驗室學習與研究． 卡文迪許實驗室中大師云集，并且傳、幫、帶地開展團結協作，形成了強有力的、可持續的研究團隊． 卡文迪許實驗室中先后有 30 多位物理學家獲得諾貝爾獎． 盡管 20 世紀以來世界各類實驗室如雨后春筍，出現了許多著名的物理實驗室，但卡文迪許實驗室歷經 100 多年經久不衰，目前仍然是世界上最著名的物理實驗室之一．

2 卡文迪許實驗室或與其密切相關的成員獲諾貝爾獎的統計

據云南大學百年諾貝爾獎專題以及結合相關的物理史實，截止到1990 年，卡文迪許實驗室或與其密切相關的成員中獲諾貝爾獎的統計情況，見表 1 所列．【表1略】

3 卡文迪許實驗室———諾貝爾獎搖籃的啟示

100 多年來，在同一個物理實驗室中，竟然有 30 多位科學家獲得代表世界最高級別的諾貝爾獎，實屬罕見． 之所以說卡文迪許實驗室是諾貝爾獎的搖籃一點也不為過; 縱觀這一現象，結合諾貝爾獎獲得者的共性，給人們有眾多的啟示．

3. 1 名師主持，不拘一格育人才

自第 1 任實驗主任麥克斯韋起，每 1 任實驗室主任都為當時、乃至今天來說都是赫赫有名的大科學家，自從第 3任實驗室主任湯姆遜主張向劍橋大學、甚至全球招生學生加入到實驗室的學習與研究之中，使得卡文迪許實驗室聚集了當時全球物理學界的精英，更使一批青年才俊對加入卡文迪許實驗室研究團隊的無限向往．

3. 2 名師出高徒，弄斧到班門

從卡文迪許實驗室成員或密切相關者獲諾貝爾獎的統計表不難看出，湯姆遜是盧瑟福等的教師，盧瑟福是查德威克和玻爾等人的教師． 名師們研究當時物理學最前沿的領域，作為助手的學生也從中學到了相關的知識和研究方法，逐漸地學生也成為該領域的名師，這樣的傳、幫、帶，使得卡文迪許實驗室的成員屢屢獲得諾貝爾獎． 應證了中國的古話，名師出高徒、弄斧到班門．

3. 3 志存高遠，勇于探索

卡文迪許實驗室成員或密切相關者中，尤其是諾貝尓獎獲得者來自全球，都有多個地方\\( 或國家\\) 的學習或工作經歷，他們為了自己對研究物理學前沿問題的理想，來到卡文迪許實驗室進行學習與研究． 物理學的前沿就意味著物理學發展方向的不明朗，也意味著研究道路的中艱難曲折，失敗比成功的幾率大． 卡文迪許實驗室成員或密切相關者不畏艱難、勇于探索，在當時物理學的前沿領域獲得了一項項巨大的突破或進展，使得他們中一些人屢獲諾貝爾獎．

3. 4 團隊協作，孵化成功

卡文迪許實驗室中匯聚全球精英，名師主持相關研究領域，最終依靠團隊協作取得成功; 名師只有形成合力，才能發揮其巨大的作用． 沒有團結一致、積極向上的團隊，僅為名師單打獨斗，是不可能取得尖端領域的成功． 可見，團隊協作是成功的孵化器．

3. 5 創新源于扎實的理論基礎，年輕是創新的理想時間

之所以獲得諾貝爾獎是因為在相關領域獲得了獨到的發現或為相關領域的發展做出了巨大的貢獻，創新成果是獲諾貝爾獎的共性． 從研究諾貝爾獎獲得者可以發現，提出若干年之后獲得諾貝爾獎的理論或新的發現時，科學家的年齡大多在 30 至 45 歲之間，這一年齡的特點是經過多年的學習，理論基礎完整且扎實，人的智能尚未開始退化，創新源于扎實的理論基礎、年輕是創新的理想時間．

3. 6 物理教學應重視物理學史的教育功能

俗話說，以史為鑒，有效的物理教學應重視物理學史的教育功能． 通過物理學史的教育，可使學生加深對物理學知識本質的理解和提升解決問題的科學的方法; 可培養學生學習物理的興趣; 可使學生關注我們科學技術發展的水平，激發學生的愛國熱情和創新精神、人文精神; 可使學生懂得科學家獲得巨大成功背后的艱辛與努力，從中培養學生堅持不懈的精神、增強學生的意志力和耐挫折力; 可使學生了解前人探究科學的足跡，使學生真切感悟到自身發展的正確方向．總之，100 多年來，卡文迪許實驗室為國際物理學界甚至是自然科學界做出了巨大的貢獻，卡文迪許實驗室成員或與之密切相關者獲得如此多的諾貝爾獎等榮譽，清晰地顯示出這不是偶然，而是必然．

參考文獻:

1 張維善． 普通高中課程標準實驗教科學書物理 \\( 選修 3-5 \\)［M］． 北京: 人民教育出版社，2006.
2 郭奕玲等． 物理學史［M］． 北京: 清華大學出版社，2003.