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培养29位诺贝尔奖获得者的超芒果体育级机构最牛实验室之卡文迪许实验室

作者:小编    发布时间:2023-08-12 16:02:26    浏览量:

  芒果体育伴随着2019年各项诺贝尔奖的陆续公布,新的一批诺贝尔得主也悉数公之于众芒果体育。让人欣慰的是我们科技进步如此之快,人类一直对自然科学的追求从未停止,但更让人遗憾的是作为大国的中国又一次空手而归,是我们的科研水平达不到还是我们的科研设施相对落后呢?这其中肯定有很多种因素影响,但作为中国的科学家来说,他们已经很了不起了,值得我们的敬佩,或许在给点时间,相信我国的科学家一定会在这样的世界顶尖科学奖项里有所斩获。

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  相信很多人都会有疑问,作为诺奖评选的科研成果,都是凭空想象出来还是在实验室不断通过实验总结发现的呢?其实这二者都有一定的关系,我国物理学家杨振宁曾经说过,新的成果需要从实验看到现象到对现象总结产生唯象理论,再到最后得到实际的理论框架。可见如果没有善于发现的思维或者没有良好的实验室,新的科学发现或者研究成果很难真正得到广泛的认可。

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  那作为内部环境,善于发现的思维那是天赋,每个人本身可能都会存在差异,有的人或许可以经过后天的培养教育得到显著的提高,但那科研基础贡献最多的实验室,这可不是光靠想象就可以形成的。

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  实验室成就英雄,同样英雄也成就了实验室,而物理学这座大厦之所以能稳固耸立在云端,实验室这间“作坊”可谓是立下汗马功劳。这其中就少不了世界最牛实验室之一的卡文迪许实验室。

  1871年初,已经40岁的麦克斯韦被委任监理,筹划卡文迪许实验室的发展,实验室命名取自英国物理学家和化学家亨利.卡文迪许。亨利.卡文迪许可以算是物理学界的真正富二代,他一生从未为了钱苦于奔波,他把自己很大部分的财产都用到自己家中的实验室中,花费重金在自己的实验器材上,实验室成为他的梦想摇篮。

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  可能是他极度腼腆的性格,很少与外界交流,导致最后他自己在实验室的研究成果很多都留在了自己的实验手册上。虽然卡文迪许实验室取名是来自亨利.卡文迪许,但真正建造实验室的经费是来自威廉.卡文迪许,威廉.卡文迪许跟亨利.卡文迪许是亲戚关系,而威廉.卡文迪许当时正是剑桥大学的校长。最后在威廉.卡文迪许的私人捐助下,在1874年建造完成,顺理应当的,麦克斯韦成为卡文迪许实验室的第一任实验室主任。

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  卡文迪许实验室作为英国最高学府之一的剑桥大学物理实验室,从诞生到成为世界顶尖科学实验室,一路伴有物理学界的大咖辅佐。作为创始人麦克斯韦的成就已经被许多人耳熟能详了,他提出的电磁理论及麦克斯韦方程组在物理学上是具有划时代的意义的,在物理学上的贡献被誉为继牛顿爱因斯坦之后的第三人。

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  虽然他在实验室上的筹建上呕心沥血,从一砖一瓦到门头题字都是亲自过问,但是他晚年并未在实验室带来特别突出的研究成果。相反,他晚年花费了很多的时间整理亨利.卡文迪许的笔记,也正是麦克斯韦的孜孜不倦,让我们后人有幸更多地了解了亨利卡文迪许,被誉为第一个称出地球质量的人。麦克斯韦作为实验室的第一任主任,他更多的是为实验室的科研指明了方向,不幸的是在1879年,才48岁的麦克斯韦因病在剑桥逝世。

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  斯特拉特即瑞利第三作为继任者,成为实验室的第二代主任。瑞利男爵上任后更系统地把学生实验进行了巩固,实验室提倡“想入非非,胡思乱想”,秉着“科学怪人”的思想,希望学生们自己动手多做实验,更让人诧异的事情是在实验室中用到的仪器都需要学生们自己动手去制作,要比去学习怎么调整现成的仪器来说可以获得更多的知识,而卡文迪许实验室自制仪器的传统也一直被保留了下来。在上任还不到5年的时间后,瑞利男爵因被选为皇家学院教授而辞职,由年仅28岁的J.J.汤姆逊继任,成为卡文迪许实验室的第三代主任。

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  汤姆逊能从竞争者中脱颖而出靠的并不是运气,而是真正的实力,他在剑桥的日子苦心钻研麦克斯韦电动力学及他发篇的十几篇物理学领域的文章等待因素,让他在竞选中更加得到评审委员的青睐。汤姆逊也终不负众望,把卡文迪许实验室带领到了一个新的高度。虽然年龄不大,但从1876年走进剑桥的那一刻起,注定他要在剑桥书册上留下辉煌一页。他带给实验室最实质性的不是他在实验室里面获得研究成果和名声,而是在他的主张思想下逐渐形成的卡文迪许学派。也正是他的努力跟坚定不移芒果体育,让卡文迪许学派能在物理学界的舞台上大放光芒。

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  可能大多数人都知道正是汤姆逊发现了电子,终结了20年的原子物理大讨论,因为在发现电子之前,人们认为原子是物质的最小单位。一直困扰汤姆逊的阴极射线的实验是他能发现电子的起点,人们普遍认为物质最小单位是原子,既然原子不带电,那为啥阴极射线是由带电的原子构成的呢?这之间存在明显的矛盾。

  正是这种好奇驱使,必须寻得真理的恒心,汤姆逊把自己泡在了实验室,通过大量实验总结发现规律,终于在1897年有了实质性的突破,证明了电子的存在,还测出电子的荷质比芒果体育,彻底颠覆了之前人们对于物质的认识,让物理学大厦更高一层。而这一切同样离不开实验室的功劳。

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  1919年,汤姆逊卸下了自己身上已经35年的重担,由他的学生欧内斯特·卢瑟福接任第四任卡文迪许实验室主任。卢瑟福的名声不亚于他的老师汤姆逊,他证实了原子的中心有原子核的存在,更提出了卢瑟福模型。在放射性领域更是独树一帜,提出放射性半衰期的概念,并将放射性物质命名为α和β射线,卡文迪许实验室在这二人的带领下达到了“丰收季节”,铸造出了物理学的半壁江山。被称为“世界物理学发源地”。虽然在这之后卡文迪许实验室存在波动,由于战争或者外界等等因素的影响,实验室的研究方向也存在转型,但卡文迪许实验室从未掉落出顶尖行列的队伍。

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  虽然卡文迪许实验室只是一栋古色古香的3层楼房,看上去建筑面积并不觉得宏伟,但就这样的一个地方,还有一个很特殊的称呼,被称为“诺贝尔奖的摇篮”。卡文迪许实验室从1904年到1989年,在这短短85年期间总共产生了29位诺贝尔奖得主。第一任主任麦克斯韦虽然没获得诺贝尔奖,并不是因为他的成就不及诺贝尔奖水平,而是那时候诺贝尔奖还没有成立,第二任瑞利男爵和第三任汤姆逊获得了诺贝尔物理学奖,而第四任卢瑟福不但自己获得了诺贝尔化学奖,更是在他的学生中多达11人获得了诺贝尔奖。这就是典型的诺奖收割机,是现在世界上任何一个研究机构都无法比拟的。

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  卡文迪许实验室的成功离不开科学家们的艰辛付出,不管是哪个国家,科研的实力如果不能有效地走在前端,那整体科技水平一定是“逆水行舟,不进则退”。虽然我国目前还没有哪个实验室的战绩可以比肩卡文迪许实验室,但是更相信,给点时间,我国的重点实验室的研究成果一定会站在世界顶尖。

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  很多人都曾质疑日本曾夸下说50年内拿下30个诺奖的海口,但是随着吉野彰荣获2019年诺贝尔化学奖成为日本第27位获奖者,更多人相信日本有实力在50年内拿下30个诺奖的豪华任务甚至可以提前完成。事实上就诺奖的颁发时效看,颁发的成果奖项是有滞后性的,随着近几十年中国科研水平的显著提高,或许不久,中国会是诺奖舞台的下一个主角。

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