這個(gè)“家族”有多牛叉？他們猛到甚至占據(jù)了我們半本高中物理教材，從 1904 年到 2019 年為止，總共走出了 30 個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)。

這就是坐落于英國(guó)劍橋的 —— 卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。

#卡文迪許和卡文迪許？

(資料圖片僅供參考)

說(shuō)到卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，那個(gè)歷史上第一個(gè)測(cè)出地球質(zhì)量的社恐科學(xué)家——亨利 · 卡文迪許也有必要提一嘴。

在這兒我先賣個(gè)關(guān)子，如果你測(cè)出了地球的質(zhì)量，你會(huì)選擇怎么做？

雖說(shuō)都 2022 年了，這個(gè)問(wèn)題只要五秒鐘就能通過(guò)百度搜索到，但是如果你是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的人呢？

是欣喜若狂告昭天下，還是穩(wěn)住別浪，繼續(xù)搬磚？

如果這樣你能沉住氣的話，那我再加個(gè)碼。

你在化學(xué)上做了豐富的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)空氣的構(gòu)成中不但有 4/5 的氮?dú)?，還有 1/5 的氧氣，又順帶發(fā)現(xiàn)了惰性氣體。

在電磁學(xué)上也是頗有建樹(shù)，折騰過(guò)電荷和電容的關(guān)系，搗鼓過(guò)電勢(shì)和電流的比例，你會(huì)怎么樣？

要是我的話，恨不得牽著火鍋出去跑個(gè) 8000 米，讓全公司的人都知道我整了這么多可以改變世界的大發(fā)現(xiàn)。

但亨利 · 卡文迪許不一樣，阿西莫夫（ 對(duì)，就是那個(gè)寫(xiě)科幻小說(shuō)的阿西莫夫 ）對(duì)他的評(píng)價(jià)是：“ 他是一個(gè)富裕而神經(jīng)質(zhì)的天才，幾乎完全孤獨(dú)地生活和死亡 ”。

作為一個(gè)不愿意和別人說(shuō)話 · 社恐 · 有錢 · 性格孤僻 · 聰明的科學(xué)家，上面的這些研究他都做過(guò)。。。但是和咱們想的不一樣。。。在做出了這些成果之后 —— 卡文迪許選擇將大部分手稿壓而不發(fā)。

這也就意味著很大一部分 “ 超越時(shí)代 ” 的研究并沒(méi)有在那個(gè)時(shí)代為人所知，甚至如果沒(méi)有意外的話，這些手稿可能會(huì)一輩子沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)。

不過(guò)就在這個(gè)時(shí)候，意外就來(lái)了。

在亨利 · 卡文迪許去世數(shù)年后，劍橋大學(xué)正好哼哧哼哧準(zhǔn)備建一個(gè)新的物理實(shí)驗(yàn)室。

要知道在 19 世紀(jì)前的那些年代，科研是一個(gè)富家子弟才做的起的玩意。

科研，是需要 “ 氪金 ” 的。

不充值，哪里來(lái)的實(shí)驗(yàn)器材，哪里來(lái)的化學(xué)原料，哪里才能讓人 “ 推薦審稿 ”？

沒(méi)有錢的白嫖玩家，就只能當(dāng)氪金玩家的游戲體驗(yàn)，做著科研里最邊角料的事情，而能學(xué)到多少則是全憑運(yùn)氣。

而劍橋的實(shí)驗(yàn)室想要解決的就是這個(gè)問(wèn)題，做一個(gè)系統(tǒng)的，正規(guī)的物理教學(xué)課堂，讓更多想學(xué)習(xí)物理的人得到幫助，得到一個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

在當(dāng)時(shí)，這是一個(gè)劍橋大學(xué)委員會(huì)說(shuō)：“ Yes ” 的選擇。

可結(jié)果大家一合計(jì)盤算，發(fā)現(xiàn)建這個(gè)實(shí)驗(yàn)室需要 6300 英鎊（ 也有說(shuō)是 8450 英鎊的版本 ）。

劍橋的錢包當(dāng)場(chǎng)說(shuō) no 。。。

按照英國(guó)通貨膨脹計(jì)算器，

當(dāng)年的 6300 英鎊相當(dāng)于如今的 83w 英鎊 ▼

不過(guò)好在后來(lái)它們找到了一個(gè)贊助商 —— 威廉 · 卡文迪許爵士。

也就是咱們之前提到不愿意和別人說(shuō)話 · 社恐 · 有錢 · 性格孤僻 · 聰明的亨利 · 卡文迪許的一個(gè)遠(yuǎn)房親戚。

氪金玩家總是會(huì)有特權(quán)的，這樣一來(lái)，這個(gè)在未來(lái)物理史上扮演了重要角色的 “ 羅斯柴爾德 ”，最終命名成為了卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。

卡文迪許實(shí)驗(yàn)室入口外景 ▼

# 統(tǒng)治了半部物理書(shū)的地方

而新成立的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的 “ 第一代掌門 ” 就是理科生非常非常非常熟悉的電磁學(xué)大師 —— 萬(wàn)法歸一麥克斯韋。

麥克斯韋方程組，

號(hào)稱史上最美的方程 ▼

麥克斯韋有多牛，他預(yù)言了電磁波的存在，提出了將光，電，磁統(tǒng)一的麥克斯韋方程組，被譽(yù)為是牛頓，愛(ài)因斯坦之下的當(dāng)代物理學(xué)第三人。

而就算是這樣一位牛逼哄哄的科學(xué)家，在看到亨利 · 卡文迪許留下的厚厚 20 卷手稿之后也震驚了。

我朝，真有人只做科研不發(fā)表的?。?/p>

在卡文迪許的手稿中，麥克斯韋發(fā)現(xiàn)：

亨利 · 卡文迪許提出了電容器的電容會(huì)隨電容器介質(zhì)的不同而改變，也就是我們現(xiàn)在熟知的介電常數(shù)。

提出了兩帶電體間有相互作用力，且其定量關(guān)系可以方程表示 —— 沒(méi)錯(cuò)就是我們常說(shuō)的庫(kù)侖定律。

甚至還提出了電勢(shì)和電流之間的正比關(guān)系 —— 對(duì)，就是電學(xué)的基礎(chǔ)歐姆定律。

也就是說(shuō)。。。如果卡文迪許不是個(gè)社恐，上面這三個(gè)定律說(shuō)不定就要換個(gè)名字了。

比如叫什么卡文迪許第一定律，卡文迪許第二定律，卡文迪許第三定律之類的。。。

這 20 卷手稿在麥克斯韋擔(dān)任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人，也就是 “ 卡文迪許教授 ” 之后花了整整五年才梳理清楚，在 1879 年出版了一本書(shū)叫《 卡文迪許的電學(xué)研究 》才讓事情告一段落。。。

邀請(qǐng)麥克斯韋入職的書(shū)信 ▼

“ 這些論文證明卡文迪什幾乎預(yù)料到電學(xué)上所有的偉大事實(shí)，這些偉大事實(shí)后來(lái)通過(guò)庫(kù)侖和法國(guó)哲學(xué)家們的著作而聞名于科學(xué)界。 ” —— 詹姆斯 · 克拉克 · 麥克斯韋

而這個(gè)繼承了 “ 卡文迪許 ” 名號(hào)的實(shí)驗(yàn)室也沒(méi)有讓這個(gè)名字蒙塵，在麥克斯韋的帶領(lǐng)下，在新的教學(xué)方式的實(shí)踐下，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室吸引了來(lái)自世界各地的科研人員，過(guò)去得不到科研機(jī)會(huì)的 “ 年輕人 ” 的能力得到了發(fā)揮。

從 1904 年到 2019 年這 115 年里，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室牛逼哄哄的走出了 30 名諾獎(jiǎng)得主，研究的領(lǐng)域從電磁到原子，從微小的 DNA 到廣袤的天體物理都有所涉獵。

其中的一些 “ 馳名成功 ” 甚至明晃晃的寫(xiě)在咱們的教科書(shū)上。

比如用來(lái)解釋為什么天空會(huì)這么藍(lán)的瑞利散射。

還有發(fā)現(xiàn)電子的約瑟夫 · 湯姆遜，以及證實(shí)了原子中心有原子核的盧瑟福。

湯姆森測(cè)量電子的陰極射線管。▼

在 1935 年，還由詹姆斯查德威克發(fā)現(xiàn)了中子。

嗯。。。光看這三個(gè)臥龍鳳雛對(duì)原子的研究，就直接給教材豐富了好幾章內(nèi)容。

除此之外，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室在 CT，X 光，DNA 雙螺旋，血紅蛋白結(jié)構(gòu)的標(biāo)定，脈沖星的探索這些又廣又雜的方向，都做出了不少貢獻(xiàn)。

搬回去了一大堆諾貝爾獎(jiǎng)，這里差評(píng)君做了一張圖，大家可以自己滑動(dòng)。

看看會(huì)有哪些你熟悉的技術(shù)會(huì)與這個(gè)實(shí)驗(yàn)室有關(guān)。向上滑動(dòng)查看 ▼

# 最后：最后，差評(píng)君借助中國(guó)科學(xué)院院士，高能物理學(xué)家，同時(shí)是第四代卡文迪許教授盧瑟福的學(xué)生張文裕先生的一句話來(lái)作為文章的總結(jié)。

“ 一個(gè)研究單位的好壞，不在于出一兩個(gè)人才，而在于建立一個(gè)優(yōu)良的科學(xué)傳統(tǒng)和學(xué)術(shù)環(huán)境 ”

時(shí)過(guò)境遷，在 21 世紀(jì)的當(dāng)下，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室拿諾貝爾獎(jiǎng)的頻率大大降低，已經(jīng)不復(fù)上個(gè)世紀(jì) 40 年代的輝煌。如今卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主要涉及的研究方向 ▼

但這不影響它依舊還是科學(xué)史上的一顆明珠。在巔峰時(shí)期獲譽(yù)：“ 全世界二分之一的物理學(xué)發(fā)現(xiàn)都來(lái)自于卡文迪許實(shí)驗(yàn)室 ”。

畢竟人需要環(huán)境才能科研，而科學(xué)進(jìn)步也需要人才的齊力推動(dòng)才能探索進(jìn)步。而卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的模式在當(dāng)年來(lái)說(shuō)，就是培養(yǎng)人才的最好溫床。