實(shí)驗室設計

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世界實(shí)驗室發(fā)展歷程

作者: 實(shí)驗室設計發(fā)表時(shí)間:2021-06-24 15:02:25瀏覽量:4291

早期實(shí)驗室建立在什么時(shí)間、什么國度,不得而知。出現在西方的早期實(shí)驗室大約在16世紀晚期,意指那些用來(lái)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗、解剖、植物培植和天文觀(guān)測的園地...
文本標簽:科學(xué)實(shí)驗室

     早期實(shí)驗室建立在什么時(shí)間、什么國度,不得而知。出現在西方的早期實(shí)驗室大約在16世紀晚期,意指那些用來(lái)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗、解剖、植物培植和天文觀(guān)測的園地。
     在17到18世紀,實(shí)驗室是科學(xué)家私人的研究天地,一些從事科學(xué)研究的貴族把自己的居所開(kāi)辟出若干房間做實(shí)驗室,自己則由此沉湎于其中,體會(huì )研究的樂(lè )趣。這種貴族式的研究傳統在英國保持得比較好,直到20世紀初。
     從17世紀末到19世紀,有記載的比較著(zhù)名的實(shí)驗室有:1682年德國紐侖堡附近的阿爾特夫大學(xué)設立的實(shí)驗室;1824年美國科學(xué)家富蘭克林創(chuàng )立的私人實(shí)驗室;1825年德國化學(xué)家李比希創(chuàng )立的吉森大學(xué)實(shí)驗室;1836年布恩在美國費城創(chuàng )立的實(shí)驗室;1865年霍夫曼在德國柏林大學(xué)和波恩大學(xué)創(chuàng )立的實(shí)驗室;1876年美國發(fā)明家愛(ài)迪生在美國新澤西州的門(mén)羅公園建立的實(shí)驗室等。
     20世紀的實(shí)驗室大體可以分成兩大類(lèi),即科學(xué)實(shí)驗室和工業(yè)實(shí)驗室。其中最為典型的要數英國卡文迪什實(shí)驗室和美國的貝爾實(shí)驗室,前者是科學(xué)實(shí)驗室的典范,后者是工業(yè)實(shí)驗室的驕子。

      建立于1871年的卡文迪什實(shí)驗室,據科學(xué)史專(zhuān)家閻康年先生的研究,百多年來(lái)培養出了25位諾貝爾獎獲得者、上百個(gè)英國皇家學(xué)會(huì )會(huì )員、4個(gè)皇家學(xué)會(huì )主席、6個(gè)大英科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì )主席,出了3個(gè)勛爵、23個(gè)爵士??ㄎ牡鲜矊?shí)驗室在世界物理學(xué)領(lǐng)域對電磁理論、氣體放電理論、原子物理、核物理、晶體物理、分子生物學(xué)和射電天文學(xué)做出過(guò)卓越的貢獻,是這些理論的發(fā)祥地;卡文迪什實(shí)驗室還對電子、中子、正電子、脈沖星、DNA雙螺旋結構、非晶體半導體和有機聚合物半導體材料的發(fā)現做出過(guò)杰出的貢獻。這些標志性成果使得卡文迪什實(shí)驗室名副其實(shí)地成為科學(xué)人才的搖籃和科學(xué)革命的圣地。
     比起卡文迪什實(shí)驗室,貝爾實(shí)驗室要年輕得多,它建立于1925年,但是它是建立在一個(gè)富有研究和工業(yè)傳統的基礎上和國度里,經(jīng)過(guò)70多年的發(fā)展,貝爾實(shí)驗室成績(jì)斐然。它雖然是工業(yè)實(shí)驗室,但是在科學(xué)研究的基礎領(lǐng)域同樣出了11個(gè)諾貝爾獎獲得者、9位美國國家科學(xué)獎獲得者、7位美國國家技術(shù)獎獲得者、14位美國國家科學(xué)院院士、29位美國工程院院士。然而這只是它的副產(chǎn)品,貝爾實(shí)驗室在固體、半導體、凝聚態(tài)、超導、高分子材料、射電天文學(xué)等學(xué)科上均居于世界領(lǐng)先水平,特別能夠代表它的工業(yè)實(shí)驗室形象的,是至今為止,它所獲得的專(zhuān)利數已經(jīng)超過(guò)了26500個(gè),在1996年以前平均每天1個(gè),此后平均每天3—3.5個(gè)。它是計算機、晶體管、信息論、激光、光纖、光通信、集成光學(xué)、蜂窩電話(huà)和多種微型激光器的發(fā)祥地,是通信原理和通信設備領(lǐng)域中的巨子,也名副其實(shí)地成為世界高科技發(fā)展的搖籃。
     這些實(shí)驗室為什么經(jīng)歷近百年而不衰落?其共同的成功經(jīng)驗是什么?
     從基礎研究開(kāi)始,以高水平的一流科學(xué)家進(jìn)行和展開(kāi)研究,是這些實(shí)驗室典型的做法。用貝爾實(shí)驗室第四任總裁菲斯克的話(huà)說(shuō),貝爾實(shí)驗室成功處方的第一個(gè)成分是合適的人員。這些實(shí)驗室的目標就是成為世界科學(xué)技術(shù)領(lǐng)先的帶頭兵,因此他們始終瞄準科學(xué)技術(shù)最前沿的研究去做,而實(shí)驗室系統充分提供了開(kāi)發(fā)和發(fā)揮科學(xué)家和發(fā)明家的智慧的氛圍和條件,我認為這是第二個(gè)條件。
     有一套科學(xué)的管理規則,是實(shí)驗室使得科學(xué)家充分和清晰了解實(shí)驗室系統任務(wù)和運行機制的必要充分條件,同時(shí)也是這些實(shí)驗室成功的第三個(gè)必要充分條件??茖W(xué)實(shí)驗室和工業(yè)實(shí)驗室不是烏合之眾的工作場(chǎng)所,要使得科學(xué)家在管理條件費時(shí)最小,資源浪費最小的環(huán)境中工作,就必須建立一套科學(xué)合理的規則體系,這些規則不是限制科學(xué)家不能做什么,而是告訴科學(xué)家能夠最充分完成任務(wù)的資源如何尋求,如何配置的。
     中國目前在大學(xué)和企業(yè)建立了成千個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗室,其中一些實(shí)驗室發(fā)展得很好,取得了一些前沿性重要成果,正在趕超國際先進(jìn)水平。然而也有相當多的實(shí)驗室發(fā)展得并不好,以上兩個(gè)世界級的實(shí)驗室的發(fā)展對我國實(shí)驗室乃至科學(xué)的發(fā)展具有重要的借鑒作用。

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