论麦克斯韦在卡文迪什实验室发展中的历史地位
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[ 3]
麦
克斯韦身体力行 , 首先对当时英国传统的 粉笔 物理学提出了批评. 他认为 , 这种方法阻碍了物理研究和教 学的进一步发展 , 呼吁加强实验物理学在研究和大学教育中的作用 , 要求根据真实的科学原理 , 对虚伪的、 臆造的、 根据不足的学说和理论提出大胆的批评. 他还批评了数学分析和物理实验相脱离的倾向, 提倡将二 者密切结合起来 . 不仅如此, 麦克斯韦甚至还提出要建立科学批判的学派. 麦克斯韦提倡以准确可靠的实验 为依据、 探索真实的科学原理和严肃的科学批判精神, 在卡文迪什实验室的发展过程中逐渐形成了民主治 学的传统与学风 . J. J. 汤姆森、 E. 卢瑟福、 W. L. 布拉格、 A. B. 派帕德等都继承并发扬了这一传统 . 没有这样 的批判精神, 就不会在众多的原子模型出现后提出原子有核模型 , 不会有 F. 克里克对 M. H. F. 威尔金斯三 螺旋大分子结构模型的批评而提出 DNA 双螺旋结构模型 . 54
卡文迪什实验物理学教授兼实验室主任 , 他在建室初期所做的重要贡献, 对实验室的发展产生 了深刻影响 . 他确立的建室宗旨 , 为实验室长期发展指明方向 . 他提出的建室方针政策 , 不仅奠 定了英国实验物理的研究传统与学风基础, 而且对近现代实验物理的发展产生了重要的影响. 他编辑出版的卡文迪什的科学论文集, 为研究卡文迪什的科学思想提供了依据. 他培养出的第 一代实验物理人才, 为英国物理学的振兴构筑起了平台 . 关键词 : 麦克斯韦 ; 卡文迪什实验室 ; 发展 ; 历史地位 中图分类号 : N09 文献标识码 : A 文章编号 : 1673- 1808( 2007) 03- 0053- 05
乔灵爱
论麦克斯韦在卡文迪什实验室发展中的历史本感觉的结合 麦克斯韦作为实验物理教授, 提倡教师、 研究人员和学生要通过实验增加感性认识和实际操作能力. 他 提出在科学教育中 不仅训练学生的注意力和熟悉一些符号, 而且要训练他们的眼睛敏锐、 耳朵明快、 触觉 灵巧、 手指敏捷 . [ 3] 强调教育立足于科学说教与基本感觉的结合, 强调理论与实际的结合. 他认为 , 只有保 证将科学上的说教与学生形成自信思想的模糊背景相结合 , 才能够使知识的培育和传播立足于切实可靠的 基础之上 , 使学生获得形象、 深刻的印象 . 2. 3 教学和科研有机结合 麦克斯韦在就任卡文迪什实验室主任之前, 曾多年在多个大学任教. 期间, 他在科研与教学的结合上做 了大量的工作, 积累了丰富的教学、 治学经验. 就任卡文迪什实验室主任之后 , 麦克斯韦以自己的治学模式 建立了科研与教学有机结合的体制 , 提出将研究精神注入教学中的方针政策. 他从实验室成立时起, 就明确 提出要用物理实验和精确测量的方法, 把教学和科研密切结合起来. 在就职演说中, 他把实验分为说明性和 研究性两类 . 他认为 , 说明性实验是专为教学设立的 , 目的是通过实验现象, 帮助学生确立科学概念. 他说: 所有说明实验的 目的是 将某种现 象以学生 可以将它 与适当的 科学观念 相结合的 方式, 呈现在感 觉之 中.
[ 3]
他要求说明性实验尽可能简单明了 , 易于拆装, 认为实验的价值与仪器的复杂性成反比 . 他把那些
尚不熟悉结果的、 目的在于了解在某种条件下发生了什么的实验称为研究性实验. 他把研究性实验看作是 科学研究的必要手段 , 认为研究性实验的最终目的是测量已经看到的东西 , 并给以某种大小的数量估计. 他 认为, 通过测量有可能发现新问题、 发展新观念, 也可能直接导致新研究领域的发现和新科学思想的产生. 他领导实验室的一项重要任务 , 就是做研究实验 . 任职期间他的主要研究工作是用自己设计的方法验证欧 姆定律 , 同时还承担着大英科学促进协会交给的精测电阻标准和欧姆值大小的工作, 其中包括用欧姆作为 电阻单位的精确测量的任务. 麦克斯韦提出的科研与教学有机结合, 将研究精神注入教学中的方针政策 , 把实验室引向了既培养人 才, 又收获科研成果的康庄大道, 对实验室以后的发展产生了深远的影响 . 瑞利男爵曾经将这两者结合, 形 成了系统的教学体制 . J. J. 汤姆森和 E. 卢瑟福继承发展了麦克斯韦的传统, 让研究生在校期间承担科研课 题, 通过研究进行学习创新, 这期间 , 在校研究生做出新成果并获大奖甚至获诺贝尔奖的情况时有发生, W. L. 布拉格、 F. 克里克、 B. D. 约瑟夫森等人的研究工作都是在校期间完成的. 卢瑟福还以科研带动教学的政 策, 把实验室发展成了核物理的诞生地和世界物理的中心 . A. B. 派帕德在新的情况下实施以培养人才促进 科研的政策, 亦使该室得到了振兴与发展. 总之, 科研和教学结合已经成为卡文迪什实验室的传统被继承下 来, 并产生了重要影响. 2. 4 自制仪器和自己动手实验 麦克斯韦从卡文迪什实验室建立时起, 就制定出自己动手制作仪器和学生自己动手实验的政策. 麦克 斯韦本人曾多次进行创造性的设计和仪器制造, 他还对两类实验仪器的制作做了说明, 他认为 说明实验用 的材料越简单, 对学生来说就越容易熟悉, 他获得要说明的思想就会更加透彻. 这种实验的教育价值时常与 仪器的复杂性成反比 .
[ 1]
作为卡文迪什实验室的
建室宗旨, 将它雕刻在了实验室的橡木大门上 . 这句铭言的大意是: 上帝创造的世界无所不包, 凡是对此奥 秘有兴趣者都可以考察. 这种以揭示茫茫宇宙奥秘为目标的雄心壮志, 反映了麦克斯韦的科学观与科学态 度, 也折射出麦克斯韦追求科学、 努力探索的深层动因 , 同时 , 也体现着他的宗教感情 , 麦克斯韦笃信基督 教, 在情感方面他赞扬上帝. 麦克斯韦 1831 年生于爱丁堡 , 自幼受到良好的教育, 10 岁进入爱丁堡书院学习. 按照当时的民族传统 和社会条件 , 充满英国新教气味的宗教训言在教育中占有重要地位. 麦克斯韦在童年时代就熟悉 圣经 的 经文诗篇. 他一生既始终坚持探索科学真理, 又保持着虔诚的宗教信仰. 他正是凭借这种对宇宙的深沉信 仰, 凭借对世界奥秘的兴趣, 一直保持旺盛的精力与创造热情, 活跃于讲坛与学术界 , 在许多领域进行探索, 把上帝的秘密告诉了人类 . 他从 14 岁开始发表论文, 在爱丁堡大学和剑桥大学学习期间, 他写过四篇论文.
[ 3]
. 有些学者认为 [ 3] , 卡文迪什实验室所以能做出如此之多的重大的科学发
现与发明 , 培养出如此众多才华横溢的人才, 虽然原因是多方面的, 但是, 一个重要原因在于, 麦克斯韦为卡 文迪什实验室确立的建室宗旨 , 为实验室的长期发展指明了方向 . 2 提出建室治学原则 , 为实验室优良传统学风奠定基础 麦克斯韦作为一位成就卓著的天才理论物理学家 , 他出任卡文迪什实验室教授, 是扎根于对世界和英 国 19 世纪中后期物理学发展的特点和需要的深刻认识 . 他认为 , 振兴英国物理学必须从实验着手 . 他依据 皇家与剑桥大学的专门委员会提出的建室报告, 依据多年的科学研究、 教学经验以及国内外成熟有效的做 法, 制定出大规模改造英国高等学校物理教学的宏伟计划, 通过就职讲演公布于众. 1874 年 10 月 25 日, 麦 克斯韦发表了 关于实验物理的介绍讲演 的就职讲演 , 从七个方面确立了实验室的建室、 治学原则, 对实验 室以后的发展产生了极为深刻和长远的影响 . 2. 1 培育和传播真实的科学原理和深刻的批判精神 麦克斯韦提出, 实验室 不仅要提供和传播真实的科学原理 , 而且要提供和传播深刻的批判精神 .
他研究过色彩学 , 创立了定量色度学, 建立了色觉理论 . 他研究过土星光环 , 还研究过 鱼眼 透镜, 并提出了 这种透镜的成像规律 . 他在几何学上的特长, 发展成为倒易图像理论 . 他还在解决机械的稳定性问题方面有 过突出贡献 , 探讨过节速器的工作原理. 他在分子运动论和统计物理学方面的贡献也是举足轻重的. 当然, 他最重要的工作是全面建立了电磁场理论、 预见了电磁波. 麦克斯韦的一生虽然短促, 但是在 20 多年的科 学生涯中, 他完成了 4 部著作, 发表了 l00 多篇科学论文 , [ 2] 而且许多论文都是开创性的. 他是历史上少有的 能一直保持旺盛的创造热情, 同时在许多领域内进行工作, 并不断取得重要进展的实验家和理论家. 宽广的 研究领域 , 为麦克斯韦带来了渊博精深的知识享受; 精益求精的教学风格 , 使麦克斯韦赢得了学生的青睐; 杰出的科学成就 , 为麦克斯韦一生活跃于讲坛与学术界打下了坚实的基础. 1871 年麦克斯韦出任第一届卡 文迪什实验室的物理学教授和实验室主任, 标志着他的工作和能力已经得到了社会及同行的广泛认同. 麦克斯韦从实验室成立时起, 就主张以博大精深的大千宇宙为研究对象, 表现出取材之广阔、 选题之多 样性与研究的自主性 . 正是研究对象的博大和多样性, 决定了在一定时期内 , 卡文迪什实验室能容纳和支持 各种新思路和新发现 , 而随着时代的变迁 , 实验室的研究方向会跟着时代的需要和研究人员的兴趣不断变 化. 实验室曾经历过多次研究方向的转变, 甚至在同一位教授任期内, 研究方向仍数度变换. 在卡文迪什实 验室的历史上, 经历过五次重大的转变[ 3] : 首先, 从电标准测量转向辐射的研究 ( 1895 1900) ; 接着 , 从辐射 研究转向原子核的人工嬗变和元素转变 ( 1900 1930) ; 从核物理转向多方向研究 ( 1938 1953) ; 从多方向研 究转向以固体物 理为 主的 方向 ( 1954 1971) ; 又从 固体 物理 转向 了以凝 聚态 物理 为主 要研 究的方 向 ( 1971 1995) 课题研究波及物理学、 分子生物学、 类星体、 基本粒子等多个领域 . 它既是电磁理论、 气体 放电理论、 原子物理、 核物理、 晶体物理、 分子生物学和射电天文学的发祥地 , 也是电子、 中子、 正电子、 脉冲 星、 DNA 双螺旋结构、 非晶体半导体和有机聚合物半导体材料等发现的地方 , 是发展新型半导体材料、 超导 体和凝聚态理论重要的场所, 这里还发明过核物理、 粒子物理、 化学、 晶体与射电天体研究所使用的仪器和 设备 , 如云室、 质谱仪、 加速器、 X 射线摄谱仪和射电望远镜等 . 这些都体现了卡文迪什实验室在极其广阔领 域的惊世之作, 在科学史上是绝无仅有的. 同时, 实验室还培养出了一代又一代、 一批又一批的优秀科学人 [ 4] 才, 仅诺贝尔奖获得者就有 25 人之多 . 卡文迪什实验室不仅被称为出人才的苗圃和出成果的摇篮 , 而且 被誉为世界 物理学家的圣地
[ 基金项目 ] 山西高校人文社会科学研究项目 ( 200 631029) [ 收稿日期 ] 20 07- 03- 08 [ 作者简介 ] 乔灵爱 ( 1961- ) , 女, 山西介休人 , 晋中学院物理与电子工程学院 , 副教授, 硕士, 研究方向 : 物理学史与物理哲学.
53
乔灵爱
论麦克斯韦在卡文迪什实验室发展中的历史地位
卡文迪什实验室是英国剑桥大学的物理实验室, 创建于 1871 年 , 至今已经走过了 135 年的光辉历程 , 它 经历了从经典物理向现代物理转变与现代科学革命发展的全过程, 卡文迪什实验室在近现代物理学史上的 地位是举世公认的. 麦克斯韦作为第一届卡文迪什实验物理学教授兼实验室主任, 他是英国科学史上第一 位创建并领导实验物理学科与正规物理实验室的科学家. 他以一个理论家的气质和目光确立了卡文迪什实 验室的基本原则和发展方向, 在实验物理学史上占有重要的地位 . 本文拟从以下几方面论述麦克斯韦在卡 文迪什实验室创建初期的主要贡献及其历史地位 . 1 确立建室宗旨 , 为实验室长期发展指明方向 19 世纪中叶 , 囿于理论力学和纯数学研究的传统已经成为英国大学物理的正统教育 , 实验技术被视为 雕虫小技 , 成为工匠技师的事 , 这种状况与蓬勃发展的英国产业革命的迫切需要相脱节 . 卡文迪什实验室的 成立 , 为英国高等教育开辟了实验物理的新领域. 麦克斯韦出任卡文迪什教授兼实验室主任, 对英国实验物 理学的发展起着十分关键的作用. 他为实验室确立的建室宗旨, 为实验室的长期发展指明了方向. 麦克斯韦用 圣经 中的一句铭言 主之作为, 极其广大 , 凡乐之嗜 , 皆必考察
第 24 卷第 3 期 20 07 年 6 月
晋
中
学
院
学
报
Vol. 24 No. 3 Jun. 2007
Journal of
Jinzhong University
论麦克斯韦在卡文迪什实验室发展中的历史地位
乔灵爱
( 晋中学院物理与电子工程学院 , 山西 晋中 030600) 摘 要 : 卡文迪什实验室在近现代物理学史上的地位是举世公认的. 麦克斯韦作为第一届
麦
克斯韦身体力行 , 首先对当时英国传统的 粉笔 物理学提出了批评. 他认为 , 这种方法阻碍了物理研究和教 学的进一步发展 , 呼吁加强实验物理学在研究和大学教育中的作用 , 要求根据真实的科学原理 , 对虚伪的、 臆造的、 根据不足的学说和理论提出大胆的批评. 他还批评了数学分析和物理实验相脱离的倾向, 提倡将二 者密切结合起来 . 不仅如此, 麦克斯韦甚至还提出要建立科学批判的学派. 麦克斯韦提倡以准确可靠的实验 为依据、 探索真实的科学原理和严肃的科学批判精神, 在卡文迪什实验室的发展过程中逐渐形成了民主治 学的传统与学风 . J. J. 汤姆森、 E. 卢瑟福、 W. L. 布拉格、 A. B. 派帕德等都继承并发扬了这一传统 . 没有这样 的批判精神, 就不会在众多的原子模型出现后提出原子有核模型 , 不会有 F. 克里克对 M. H. F. 威尔金斯三 螺旋大分子结构模型的批评而提出 DNA 双螺旋结构模型 . 54
卡文迪什实验物理学教授兼实验室主任 , 他在建室初期所做的重要贡献, 对实验室的发展产生 了深刻影响 . 他确立的建室宗旨 , 为实验室长期发展指明方向 . 他提出的建室方针政策 , 不仅奠 定了英国实验物理的研究传统与学风基础, 而且对近现代实验物理的发展产生了重要的影响. 他编辑出版的卡文迪什的科学论文集, 为研究卡文迪什的科学思想提供了依据. 他培养出的第 一代实验物理人才, 为英国物理学的振兴构筑起了平台 . 关键词 : 麦克斯韦 ; 卡文迪什实验室 ; 发展 ; 历史地位 中图分类号 : N09 文献标识码 : A 文章编号 : 1673- 1808( 2007) 03- 0053- 05
乔灵爱
论麦克斯韦在卡文迪什实验室发展中的历史本感觉的结合 麦克斯韦作为实验物理教授, 提倡教师、 研究人员和学生要通过实验增加感性认识和实际操作能力. 他 提出在科学教育中 不仅训练学生的注意力和熟悉一些符号, 而且要训练他们的眼睛敏锐、 耳朵明快、 触觉 灵巧、 手指敏捷 . [ 3] 强调教育立足于科学说教与基本感觉的结合, 强调理论与实际的结合. 他认为 , 只有保 证将科学上的说教与学生形成自信思想的模糊背景相结合 , 才能够使知识的培育和传播立足于切实可靠的 基础之上 , 使学生获得形象、 深刻的印象 . 2. 3 教学和科研有机结合 麦克斯韦在就任卡文迪什实验室主任之前, 曾多年在多个大学任教. 期间, 他在科研与教学的结合上做 了大量的工作, 积累了丰富的教学、 治学经验. 就任卡文迪什实验室主任之后 , 麦克斯韦以自己的治学模式 建立了科研与教学有机结合的体制 , 提出将研究精神注入教学中的方针政策. 他从实验室成立时起, 就明确 提出要用物理实验和精确测量的方法, 把教学和科研密切结合起来. 在就职演说中, 他把实验分为说明性和 研究性两类 . 他认为 , 说明性实验是专为教学设立的 , 目的是通过实验现象, 帮助学生确立科学概念. 他说: 所有说明实验的 目的是 将某种现 象以学生 可以将它 与适当的 科学观念 相结合的 方式, 呈现在感 觉之 中.
[ 3]
他要求说明性实验尽可能简单明了 , 易于拆装, 认为实验的价值与仪器的复杂性成反比 . 他把那些
尚不熟悉结果的、 目的在于了解在某种条件下发生了什么的实验称为研究性实验. 他把研究性实验看作是 科学研究的必要手段 , 认为研究性实验的最终目的是测量已经看到的东西 , 并给以某种大小的数量估计. 他 认为, 通过测量有可能发现新问题、 发展新观念, 也可能直接导致新研究领域的发现和新科学思想的产生. 他领导实验室的一项重要任务 , 就是做研究实验 . 任职期间他的主要研究工作是用自己设计的方法验证欧 姆定律 , 同时还承担着大英科学促进协会交给的精测电阻标准和欧姆值大小的工作, 其中包括用欧姆作为 电阻单位的精确测量的任务. 麦克斯韦提出的科研与教学有机结合, 将研究精神注入教学中的方针政策 , 把实验室引向了既培养人 才, 又收获科研成果的康庄大道, 对实验室以后的发展产生了深远的影响 . 瑞利男爵曾经将这两者结合, 形 成了系统的教学体制 . J. J. 汤姆森和 E. 卢瑟福继承发展了麦克斯韦的传统, 让研究生在校期间承担科研课 题, 通过研究进行学习创新, 这期间 , 在校研究生做出新成果并获大奖甚至获诺贝尔奖的情况时有发生, W. L. 布拉格、 F. 克里克、 B. D. 约瑟夫森等人的研究工作都是在校期间完成的. 卢瑟福还以科研带动教学的政 策, 把实验室发展成了核物理的诞生地和世界物理的中心 . A. B. 派帕德在新的情况下实施以培养人才促进 科研的政策, 亦使该室得到了振兴与发展. 总之, 科研和教学结合已经成为卡文迪什实验室的传统被继承下 来, 并产生了重要影响. 2. 4 自制仪器和自己动手实验 麦克斯韦从卡文迪什实验室建立时起, 就制定出自己动手制作仪器和学生自己动手实验的政策. 麦克 斯韦本人曾多次进行创造性的设计和仪器制造, 他还对两类实验仪器的制作做了说明, 他认为 说明实验用 的材料越简单, 对学生来说就越容易熟悉, 他获得要说明的思想就会更加透彻. 这种实验的教育价值时常与 仪器的复杂性成反比 .
[ 1]
作为卡文迪什实验室的
建室宗旨, 将它雕刻在了实验室的橡木大门上 . 这句铭言的大意是: 上帝创造的世界无所不包, 凡是对此奥 秘有兴趣者都可以考察. 这种以揭示茫茫宇宙奥秘为目标的雄心壮志, 反映了麦克斯韦的科学观与科学态 度, 也折射出麦克斯韦追求科学、 努力探索的深层动因 , 同时 , 也体现着他的宗教感情 , 麦克斯韦笃信基督 教, 在情感方面他赞扬上帝. 麦克斯韦 1831 年生于爱丁堡 , 自幼受到良好的教育, 10 岁进入爱丁堡书院学习. 按照当时的民族传统 和社会条件 , 充满英国新教气味的宗教训言在教育中占有重要地位. 麦克斯韦在童年时代就熟悉 圣经 的 经文诗篇. 他一生既始终坚持探索科学真理, 又保持着虔诚的宗教信仰. 他正是凭借这种对宇宙的深沉信 仰, 凭借对世界奥秘的兴趣, 一直保持旺盛的精力与创造热情, 活跃于讲坛与学术界 , 在许多领域进行探索, 把上帝的秘密告诉了人类 . 他从 14 岁开始发表论文, 在爱丁堡大学和剑桥大学学习期间, 他写过四篇论文.
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. 有些学者认为 [ 3] , 卡文迪什实验室所以能做出如此之多的重大的科学发
现与发明 , 培养出如此众多才华横溢的人才, 虽然原因是多方面的, 但是, 一个重要原因在于, 麦克斯韦为卡 文迪什实验室确立的建室宗旨 , 为实验室的长期发展指明了方向 . 2 提出建室治学原则 , 为实验室优良传统学风奠定基础 麦克斯韦作为一位成就卓著的天才理论物理学家 , 他出任卡文迪什实验室教授, 是扎根于对世界和英 国 19 世纪中后期物理学发展的特点和需要的深刻认识 . 他认为 , 振兴英国物理学必须从实验着手 . 他依据 皇家与剑桥大学的专门委员会提出的建室报告, 依据多年的科学研究、 教学经验以及国内外成熟有效的做 法, 制定出大规模改造英国高等学校物理教学的宏伟计划, 通过就职讲演公布于众. 1874 年 10 月 25 日, 麦 克斯韦发表了 关于实验物理的介绍讲演 的就职讲演 , 从七个方面确立了实验室的建室、 治学原则, 对实验 室以后的发展产生了极为深刻和长远的影响 . 2. 1 培育和传播真实的科学原理和深刻的批判精神 麦克斯韦提出, 实验室 不仅要提供和传播真实的科学原理 , 而且要提供和传播深刻的批判精神 .
他研究过色彩学 , 创立了定量色度学, 建立了色觉理论 . 他研究过土星光环 , 还研究过 鱼眼 透镜, 并提出了 这种透镜的成像规律 . 他在几何学上的特长, 发展成为倒易图像理论 . 他还在解决机械的稳定性问题方面有 过突出贡献 , 探讨过节速器的工作原理. 他在分子运动论和统计物理学方面的贡献也是举足轻重的. 当然, 他最重要的工作是全面建立了电磁场理论、 预见了电磁波. 麦克斯韦的一生虽然短促, 但是在 20 多年的科 学生涯中, 他完成了 4 部著作, 发表了 l00 多篇科学论文 , [ 2] 而且许多论文都是开创性的. 他是历史上少有的 能一直保持旺盛的创造热情, 同时在许多领域内进行工作, 并不断取得重要进展的实验家和理论家. 宽广的 研究领域 , 为麦克斯韦带来了渊博精深的知识享受; 精益求精的教学风格 , 使麦克斯韦赢得了学生的青睐; 杰出的科学成就 , 为麦克斯韦一生活跃于讲坛与学术界打下了坚实的基础. 1871 年麦克斯韦出任第一届卡 文迪什实验室的物理学教授和实验室主任, 标志着他的工作和能力已经得到了社会及同行的广泛认同. 麦克斯韦从实验室成立时起, 就主张以博大精深的大千宇宙为研究对象, 表现出取材之广阔、 选题之多 样性与研究的自主性 . 正是研究对象的博大和多样性, 决定了在一定时期内 , 卡文迪什实验室能容纳和支持 各种新思路和新发现 , 而随着时代的变迁 , 实验室的研究方向会跟着时代的需要和研究人员的兴趣不断变 化. 实验室曾经历过多次研究方向的转变, 甚至在同一位教授任期内, 研究方向仍数度变换. 在卡文迪什实 验室的历史上, 经历过五次重大的转变[ 3] : 首先, 从电标准测量转向辐射的研究 ( 1895 1900) ; 接着 , 从辐射 研究转向原子核的人工嬗变和元素转变 ( 1900 1930) ; 从核物理转向多方向研究 ( 1938 1953) ; 从多方向研 究转向以固体物 理为 主的 方向 ( 1954 1971) ; 又从 固体 物理 转向 了以凝 聚态 物理 为主 要研 究的方 向 ( 1971 1995) 课题研究波及物理学、 分子生物学、 类星体、 基本粒子等多个领域 . 它既是电磁理论、 气体 放电理论、 原子物理、 核物理、 晶体物理、 分子生物学和射电天文学的发祥地 , 也是电子、 中子、 正电子、 脉冲 星、 DNA 双螺旋结构、 非晶体半导体和有机聚合物半导体材料等发现的地方 , 是发展新型半导体材料、 超导 体和凝聚态理论重要的场所, 这里还发明过核物理、 粒子物理、 化学、 晶体与射电天体研究所使用的仪器和 设备 , 如云室、 质谱仪、 加速器、 X 射线摄谱仪和射电望远镜等 . 这些都体现了卡文迪什实验室在极其广阔领 域的惊世之作, 在科学史上是绝无仅有的. 同时, 实验室还培养出了一代又一代、 一批又一批的优秀科学人 [ 4] 才, 仅诺贝尔奖获得者就有 25 人之多 . 卡文迪什实验室不仅被称为出人才的苗圃和出成果的摇篮 , 而且 被誉为世界 物理学家的圣地
[ 基金项目 ] 山西高校人文社会科学研究项目 ( 200 631029) [ 收稿日期 ] 20 07- 03- 08 [ 作者简介 ] 乔灵爱 ( 1961- ) , 女, 山西介休人 , 晋中学院物理与电子工程学院 , 副教授, 硕士, 研究方向 : 物理学史与物理哲学.
53
乔灵爱
论麦克斯韦在卡文迪什实验室发展中的历史地位
卡文迪什实验室是英国剑桥大学的物理实验室, 创建于 1871 年 , 至今已经走过了 135 年的光辉历程 , 它 经历了从经典物理向现代物理转变与现代科学革命发展的全过程, 卡文迪什实验室在近现代物理学史上的 地位是举世公认的. 麦克斯韦作为第一届卡文迪什实验物理学教授兼实验室主任, 他是英国科学史上第一 位创建并领导实验物理学科与正规物理实验室的科学家. 他以一个理论家的气质和目光确立了卡文迪什实 验室的基本原则和发展方向, 在实验物理学史上占有重要的地位 . 本文拟从以下几方面论述麦克斯韦在卡 文迪什实验室创建初期的主要贡献及其历史地位 . 1 确立建室宗旨 , 为实验室长期发展指明方向 19 世纪中叶 , 囿于理论力学和纯数学研究的传统已经成为英国大学物理的正统教育 , 实验技术被视为 雕虫小技 , 成为工匠技师的事 , 这种状况与蓬勃发展的英国产业革命的迫切需要相脱节 . 卡文迪什实验室的 成立 , 为英国高等教育开辟了实验物理的新领域. 麦克斯韦出任卡文迪什教授兼实验室主任, 对英国实验物 理学的发展起着十分关键的作用. 他为实验室确立的建室宗旨, 为实验室的长期发展指明了方向. 麦克斯韦用 圣经 中的一句铭言 主之作为, 极其广大 , 凡乐之嗜 , 皆必考察
第 24 卷第 3 期 20 07 年 6 月
晋
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Vol. 24 No. 3 Jun. 2007
Journal of
Jinzhong University
论麦克斯韦在卡文迪什实验室发展中的历史地位
乔灵爱
( 晋中学院物理与电子工程学院 , 山西 晋中 030600) 摘 要 : 卡文迪什实验室在近现代物理学史上的地位是举世公认的. 麦克斯韦作为第一届