进入二十世纪,各类物理实验室如雨后春笋,研究工作广泛开展。可以说,实验室是科学的摇篮,是科学研究的基地。下面选取若干有代表性的,对科学发展起过或正在起重要作用的物理实验室,分别作些介绍。
第一类是建立在大学里面,附属于大学的实验室。除了
英国剑桥大学的
卡文迪什实验室以外,还可以举出许多,其中著名的有莫斯科大学的物理实验室,荷兰莱顿大学的低温实验室,美国哈佛大学的杰佛逊(Jefferson)物理实验室,加州伯克利分校的劳伦斯辐射实验室,英国曼彻斯特大学的物理实验室。它们大都以基础研究为主,各有特长。例如:
一、荷兰的莱顿低温实验室
二十世纪初,这个实验室在
昂纳斯(K.Onnes)领导下,在低温领域独占鳌头,最先实现了氦的液化,发现了超导电性,并一直在低温和超导领域居领先地位。特别是它以大规模工业技术发展实验室,开创了大科学的新纪元。荷兰是一个工业小国,荷兰莱顿低温实验室的经验特别值得我们学习和借鉴。
二、
美国加州大学伯克利分校的
劳伦斯辐射实验室
它是电子直线加速器的发源地,创建于30年代,当时正值经济萧条时期,创建人劳伦斯以其特有的组织才能,充分发掘美国的人力、物力和财力,建起了第一批加速器。在他的领导组织下,实验室成员开展了广泛的科学研究,发现了一系列超重元素,开辟了
放射性同位素、重离子科学等研究方向。它是美国一系列著名实验室:Livermore,Los Alamos,Brookhaven等实验室的先驱,也是世界上成百所加速器实验室的楷模。
第二类实验室属于国家机构,有的甚至是国际机构,由好几个国家联合承办。它们大多从事于基本计量,高精尖项目,超大型的研究
课题,和国防军事任务。例如:
三、德国的帝国技术物理研究所(简称PTR)
帝国技术物理研究所建于1884年,相当于德国的国家计量局,以精密测量热辐射著称。十九世纪末该研究所的研究人员致力于黑体辐射的研究,导致了普朗克发现作用量子。可以说这个实验室是量子论的发源地。
四、
英国国家物理实验室(简称NPL)
英国的国家物理实验室,是英国历史悠久的计量基准研究中心,创建于1900年。
1981年分6个部:即电气科学、材料应用、力学与光学计量、数值分析与计算机科学、量子计量、辐射科学与声学。
作为高度工业化国家的计量中心,与全国工业、政府各部门、商业机构有着广泛的日常联系,对外则作为国家代表机构,与各国际组织、各国计量中心联系。它还对环境保护,例如噪声、
电磁辐射、大气污染等方面向政府提供建议。英国国家物理实验室共有科技人员约1000人,1969年最高达1800人。
五、欧洲核子研究中心(简称CERN)
欧洲核子研究中心创立于1954年,是规模最大的一个国际性的实验组织。它的创建、方针、组织、选题、经费和研究计划的执行,都很有特点。1983年在这里发现W±和Z0粒子,次年该中心两位物理学家鲁比亚和范德梅尔获诺贝尔物理奖。
欧洲核子研究中心是在联合国教科文组织的倡导下,由欧洲11个国家从1951年开始筹划,现已有13个成员国。经费由各成员国分摊,所长由理事会任命,任期5年。下设管理委员会、研究委员会和实验委员会,组织精干,管理完善。人员共达6000人,多为招聘制。三十余年来,先后建成质子
同步回旋加速器、质子同步加速器、交叉储存环(ISR)、超质子同步加速器(SPS)、大型
正负电子对撞机(LEP)、并拥有世界上最大的氢气泡室(BEBL)。
欧洲核子研究中心作为国际性实验机构,拥有雄厚的财力、物力和技术力量。由于工作涉及许多国家和组织,在建设和研究中难免会出现种种矛盾和摩擦,但经过协商和合作,工作进行顺利,庞大计划都能按时兑现,接连不断取得举世瞩目的成就(参见:
高能物理,1985年第3期,第26页)。
第三类实验室直接归属于工业企业部门,为工业技术的开发与研究服务。其中最著名的有贝尔实验室和IBM研究实验室。