物理学发源地这走出30位诺奖得主

2023-07-04 | 来源: 科技日报 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

左图从1874年开始，卡文迪许实验室一直在剑桥市自由学校路，1974年搬到西剑桥。照片摄于1907年。图片来源：剑桥大学卡文迪许实验室官网右图位于西剑桥的卡文迪许实验室。图片来源：剑桥独立团体网

英国剑桥大学卡文迪许实验室只是一栋古色古香的3层楼房，看上去并不宏伟，但就是这样一个地方，被称为“诺贝尔奖的摇篮”，自1895年诺贝尔奖创立以来，该实验室共有30位成员获奖，为物理学的发展创造了丰功伟绩。

世界物理学“发源地”

作为近代科学史上第一个社会化和专业化的科学实验室，自1874年成立以来，卡文迪许实验室一直身处物理学发现的最前沿。

卡文迪许实验室取名源自亨利·卡文迪许，他最重要的成就是完成了测量万有引力常量的扭秤实验，使牛顿的万有引力定律成为一个精确规律，同时也为它提供了最重要的实验佐证。其创始人詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出的电磁理论及麦克斯韦方程组，在物理学上具有划时代的意义。第三代主任约瑟夫·约翰·汤姆逊发现了电子，终结了20年的原子物理大讨论，导致了1920年代量子力学的出现。在汤姆逊担任主任期间，威尔逊发明了云室——最早的带电粒子径迹探测器，促进了正电子、缪子等的发现；欧内斯特·卢瑟福发现了人造核裂变，证实了原子的中心存在着原子核。这些非凡的进步开创了现代物理学。

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在卢瑟福的任期内，弗朗西斯·阿斯顿发现了化学元素的同位素；帕特里克·布莱克特首先拍摄了人工核相互作用；詹姆斯·查德威克发现了中子；约翰·考克罗夫特和欧内斯特·沃尔顿实现了第一个由加速高能粒子诱导的受控核解体，以及首次通过实验证明了E=mc^2。

在汤姆逊和卢瑟福这对师徒的带领下，卡文迪许实验室铸造了物理学的半壁江山，被称为“世界物理学的发源地”。此后，卡文迪许实验室在计算机断层扫描（CT）、X射线晶体学、DNA结构的测定、血红蛋白结构的标定、脉冲星探索等领域，都作出了巨大贡献。

从电磁到原子、从微小的DNA到广袤的天体物理，诸多具有划时代意义的新发现使卡文迪许实验室科学家30次登上诺贝尔奖领奖台。其中第一位获奖者是实验室第二代“掌门人”瑞利勋爵，他因测定了氩气的密度和性质而获得1904年诺贝尔物理学奖，而最新获奖者则是2019年诺贝尔物理学奖获得者迪迪埃·奎洛兹，因为“发现了围绕其他类太阳恒星运行的系外行星”。

注重科研精神和人才培养

为什么卡文迪许实验室能够取得如此巨大的成功？

“我觉得最重要的是注重科学精神的传承和人才的培养，剑桥大学把对学生的培养放在第一位。”中国科学技术大学上海研究院执行院长陆朝阳教授一针见血地指出。2008年，陆朝阳获英国政府奖学金和剑桥海外基金资助，负笈卡文迪许实验室。