英國(guó)劍橋大學(xué)的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室是世界上一流的實(shí)驗(yàn)室，它與劍橋大學(xué)的物理學(xué)科幾乎是同義詞。它的一流，既表現(xiàn)在取得了一系列物理學(xué)上的開創(chuàng)性成果，也表現(xiàn)在造就了好幾代出類拔萃的科學(xué)人才，獲得諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)的就有29位，這在整個(gè)科學(xué)史上是空前的。

一、面向世界攬?zhí)煜掠⒉?/h2>

卡文迪什實(shí)驗(yàn)室之所以能夠在145年的歲月長(zhǎng)河中經(jīng)久不衰，首要原因在于善選優(yōu)秀人才。

卡文迪什實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建于1871年。1882年，第二任教授瑞利就實(shí)行了一項(xiàng)重要改革：實(shí)驗(yàn)室向婦女開放并開設(shè)男女平等的班級(jí)。1895年，湯姆森教授的改革是打破國(guó)別界線和性別界限的束縛，以才學(xué)取人，面向世界招收研究生，并且授予女性學(xué)者學(xué)位。被譽(yù)為培養(yǎng)人才巨匠的盧瑟福教授，秉持科學(xué)無(wú)國(guó)界的觀點(diǎn)，在他的學(xué)生和助手中，有的來(lái)自西方發(fā)達(dá)國(guó)家，也有的來(lái)自小國(guó)、殖民地或很多落后國(guó)家，甚至來(lái)自中國(guó)、日本和蘇聯(lián)的學(xué)生。

實(shí)際上，后來(lái)的歷任教授都很好地繼承并發(fā)展了這一傳統(tǒng)。他們?cè)谶x人時(shí)都能摒棄狹隘的民族、地方和信仰意識(shí)，按照公平競(jìng)爭(zhēng)的原則廣攬人才，而且在選擇人才時(shí)，分?jǐn)?shù)不是最主要的，而更加看重學(xué)生的原創(chuàng)性素質(zhì)、水平和能力。在教學(xué)和研究過(guò)程中，對(duì)任何一個(gè)國(guó)家和地區(qū)的學(xué)生都是一視同仁，熱心關(guān)注著他們的學(xué)習(xí)和研究進(jìn)展。也正是這種愛才無(wú)類的方式，網(wǎng)羅了來(lái)自世界各地的科學(xué)英才，成就了實(shí)驗(yàn)室的高度威望和卓越發(fā)展，可以說(shuō)，這種面向世界、公正平等的人才選拔方式為實(shí)驗(yàn)室的極大成功創(chuàng)造了先決條件。

二、學(xué)科帶頭人的學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力

在嚴(yán)格的選擇標(biāo)準(zhǔn)和任命程序下，到目前為止，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室先后有9位卡文迪什教授，他們分別是麥克斯韋、瑞利、湯姆森、盧瑟福、布拉格、莫特、派帕德、愛德華茲、佛倫德。他們是世界上一流的物理學(xué)家，一流的教授，也是卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的學(xué)科帶頭人?？ㄎ牡鲜驳某晒﹄x不開這幾位強(qiáng)有力的主帥，正是在他們的帶領(lǐng)下，實(shí)驗(yàn)室迅速走向世界一流。

盡管對(duì)實(shí)驗(yàn)室教授的選擇并沒(méi)有成文的規(guī)定，但是從歷屆教授的選聘上可以歸納出三條不可或缺的原則：“一是科學(xué)成就卓著并能領(lǐng)導(dǎo)該室沿有成果的道路發(fā)展，二是在國(guó)際上有崇高的威望，三是對(duì)劍橋大學(xué)的決策有重要的影響。”[1]卡文迪什教授也是系主任，身兼教學(xué)科研和實(shí)驗(yàn)室管理的雙重任務(wù)。每逢換屆時(shí)，劍橋大學(xué)都要為此成立專門的評(píng)選委員會(huì)，經(jīng)過(guò)苛刻的評(píng)審程序，物色其人選。

一個(gè)成功的學(xué)科帶頭人，除了自身的學(xué)術(shù)造詣之外，其他方面的能力也是必不可少的。湯姆森突破經(jīng)典電磁理論的桎梏，打破原子為終極粒子的陳舊觀念，將實(shí)驗(yàn)室的主攻方向轉(zhuǎn)到氣體放電和原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上來(lái)，使實(shí)驗(yàn)室一舉進(jìn)入到物理學(xué)的最前沿。盧瑟福十分重視學(xué)生的研究課題，并能根據(jù)他們的興趣和具體情況給予幫助和指導(dǎo)，真正做到了“因材施教”。這樣的例子不勝枚舉，比如“盧瑟福將專長(zhǎng)于電氣工程的卡皮查放在高強(qiáng)度電磁場(chǎng)研究，將考克饒夫特放在研制加速器上，支持阿普爾頓研究無(wú)線電通訊而導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)電離層?！盵2]他對(duì)每位學(xué)生的意愿和能力都非常了解，能夠充分發(fā)揮他們的才能并將其引領(lǐng)到最適合的研究方向上來(lái)，對(duì)學(xué)生的原創(chuàng)性思想給予培植和扶持，使其成長(zhǎng)并結(jié)出碩果。盧瑟福在培養(yǎng)尖端人才方面有著無(wú)可比擬的能力，僅在他任期內(nèi)，“有7位獲得諾貝爾獎(jiǎng)，6人被授予爵士，1人被封為勛爵，2人被選為大英科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)的主席，1人當(dāng)選過(guò)皇家學(xué)會(huì)主席，1人做過(guò)英國(guó)自治領(lǐng)的總督。”[3]二戰(zhàn)以后，布拉格為適應(yīng)學(xué)生人數(shù)增多和規(guī)模擴(kuò)大的需要，建立了組系管理體制，一改盧瑟福過(guò)去實(shí)行的集中領(lǐng)導(dǎo)模式，這一民主和分權(quán)的管理體制調(diào)動(dòng)了廣泛的積極性；為了避免日常事務(wù)的分心，他還成立秘書室，專管一般的行政事務(wù)，這樣就可以心無(wú)旁騖地管理教學(xué)和科研。

三、教學(xué)和科研的良性互動(dòng)

卡文迪什實(shí)驗(yàn)室不是一個(gè)單純的實(shí)驗(yàn)室，實(shí)際上也是劍橋大學(xué)的物理系，兼有教學(xué)與科研的雙重職責(zé)。它成功的秘訣之一，就是實(shí)現(xiàn)了教學(xué)與科研的完美結(jié)合。教學(xué)相長(zhǎng)、教研相長(zhǎng)在這里得到了完美的詮釋。

卡文迪什實(shí)驗(yàn)室從成立之初，就決定采用物理實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)進(jìn)行教學(xué)和研究，堅(jiān)持將研究注入教學(xué)，使得教學(xué)過(guò)程既是學(xué)習(xí)過(guò)程，也是進(jìn)行研究的過(guò)程。首任教授麥克斯韋在發(fā)表就職演說(shuō)時(shí)就提及，科研在學(xué)校的教學(xué)中有著重要作用，要將教學(xué)和科研有系統(tǒng)地結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生投入到前沿的研究中去。這一做法對(duì)培養(yǎng)大量頂尖人才起到了重要作用，也成為實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)良傳統(tǒng)。繼任者瑞利不僅建立了有組織、有系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)物理教學(xué)體制，完善課程設(shè)置和編寫應(yīng)用物理教科書，還帶領(lǐng)學(xué)生精確測(cè)量了各種電標(biāo)準(zhǔn)。湯姆森吸收了德國(guó)的研討班制和博士學(xué)位制的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又主張學(xué)生要?jiǎng)邮謱?shí)驗(yàn)、通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)獨(dú)立思考的能力。

盡管有一段時(shí)期，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室也存在著教學(xué)和科研的矛盾，到莫特出任教授時(shí)，儼然已經(jīng)“變成了一個(gè)研究院”[4]，因此尋找教學(xué)和研究之間的平衡便成為他要解決的重要問(wèn)題?；诖耍卮竽懜母?，在教學(xué)上進(jìn)行了兩項(xiàng)改革，一是改革研究生的課程設(shè)置，二是改革獎(jiǎng)學(xué)金考試體制，改變重研究輕教學(xué)的傳統(tǒng)做法?！澳氐目蒲信c教學(xué)結(jié)合思想實(shí)際上是大學(xué)應(yīng)當(dāng)以教學(xué)為基礎(chǔ)，以研究求進(jìn)取的路線?！盵5]莫特審時(shí)度勢(shì)，及時(shí)改變策略，促使兩者重趨平衡。

教學(xué)與科研相結(jié)合，既有利于培養(yǎng)人才，也有利于科學(xué)研究，使得教學(xué)與科研形成良性循環(huán)，從而推動(dòng)學(xué)科不斷發(fā)展。

四、學(xué)科交叉的革命性成果

卡文迪什實(shí)驗(yàn)室歷來(lái)不囿于物理學(xué)一域，注重跨學(xué)科研究，這也是它一直處于世界領(lǐng)先水平的原因之一。

卡文迪什實(shí)驗(yàn)室29人獲得諾貝爾獎(jiǎng)，并不都在物理學(xué)領(lǐng)域，還有化學(xué)獎(jiǎng)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。盧瑟福入主卡文迪什實(shí)驗(yàn)室時(shí)，除了將核物理作為主要研究方向之外，還支持無(wú)線電探測(cè)、高強(qiáng)度電磁場(chǎng)和蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)等研究，取得了一系列重要發(fā)現(xiàn)，并奠定了分子生物學(xué)的基礎(chǔ)。第五任教授布拉格在主持實(shí)驗(yàn)室期間，積極鼓勵(lì)將量子力學(xué)、分子遺傳學(xué)、有機(jī)化學(xué)和晶體物理學(xué)等學(xué)科進(jìn)行交叉與滲透，利用X光晶體衍射技術(shù)分析生物大分子結(jié)構(gòu)，使研究方向逐漸轉(zhuǎn)向蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和生物分子學(xué)的研究，成功地實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)和生物學(xué)的交叉。第二次世界大戰(zhàn)以后，實(shí)驗(yàn)室形成了一個(gè)研究生物大分子結(jié)構(gòu)的團(tuán)隊(duì)，僅在1962年，該團(tuán)隊(duì)就有5人獲得了同年的諾貝爾獎(jiǎng)。20世紀(jì)50年代至60年代，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們以物理學(xué)方法和理論為基礎(chǔ)，又跨過(guò)物理學(xué)進(jìn)入到其他的學(xué)科領(lǐng)域。1953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出就是卡文迪什實(shí)驗(yàn)室多學(xué)科交叉合作研究的典型成果，這一偉大發(fā)現(xiàn)得益于物理學(xué)家克里克和生物學(xué)家沃森的通力合作，他們發(fā)揮各自學(xué)科背景的特長(zhǎng)，默契配合，獲得了20世紀(jì)生物學(xué)中最偉大的發(fā)現(xiàn)，也由此開啟分子生物學(xué)時(shí)代，開辟了生命科學(xué)的新紀(jì)元。

到派帕德接任第七任教授時(shí)，他將大量的儀器設(shè)備投入到射電天文學(xué)和半導(dǎo)體物理學(xué)，開創(chuàng)新的學(xué)科跨界。近年來(lái)，該室在跨學(xué)科科研方面仍在持續(xù)發(fā)力，“21世紀(jì)的前十年，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室站在納米技術(shù)領(lǐng)域新前沿，同時(shí)也開拓了冷原子和超低溫物理研究的嶄新領(lǐng)域?！盵6]并以此釋放出巨大的跨學(xué)科科研生產(chǎn)力。

注釋：

[1]閻康年.卡文迪什實(shí)驗(yàn)室選擇和培養(yǎng)人才的經(jīng)驗(yàn)研究[J].自然科學(xué)史研究，1996,(3):198.

[2]范旭，李佳晉.卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的協(xié)同創(chuàng)新實(shí)踐及其對(duì)我國(guó)高校的啟示[J].科技管理研究，2014,(20):82.

[3][4][5]閻康年.卡文迪什實(shí)驗(yàn)室：科學(xué)革命的圣地[M].河北：河北大學(xué)出版社，1999:260, 535,536.

[6]陳艾華，鄒曉東.英國(guó)研究型大學(xué)提升跨學(xué)科科研生產(chǎn)力的實(shí)踐創(chuàng)新——基于劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的分析[J].自然辯證法研究，2012,(8):57.