偉大的教師——盧瑟福　（一生培養了14位諾貝爾獎和一大批一流的科學家）

偉大的教師——盧瑟福　在諾貝爾獎史上，英籍紐西蘭裔科學家歐內斯特?盧瑟福（1871～1937）由於研究放射性物質及對原子科學的貢獻而榮獲1908年諾貝爾科學獎，被譽為「微觀宇宙之王」.盧瑟福不僅在科學研究上取得了劃時代的成就，而且在造就大量優秀科學人才方面也取得了豐碩成果，在他的培養和指導下，他的學生和助手中有十多位獲得諾貝爾獎，創下了個人培養諾貝爾獎科學家人數最多的「世界紀錄」.他的學生卡皮查曾指出：「盧瑟福不僅是一個偉大的科學家，而且是一個偉大的教師.我能記起除去盧瑟福之外，沒有一個當代科學家在他的實驗室中培養出這樣多的卓越物理學家.科學史告訴我們，一個卓越的科學家不一定是一個偉人，但一個偉大的教師必須是一個偉人.」的確，盧瑟福作為一個有偉大科學家和偉大教師光輝形象的人，吸引了來自世界各國的大量優秀青年科學家到他的周圍.在他的實驗室里，猶如一個和睦的國際性的大家庭，為了共同的目標——科學發現，齊心協力，世界一流的研究成果泉涌般地展示在各國科學家面前.他在曼徹斯特和劍橋的實驗室，被公認為培養優秀青年科學家的「苗圃」和世界物理學家的聖地——「麥加」.然而，我國對盧瑟福這位20世紀培養諾貝爾獎人數最多的科學巨人在教育方面的貢獻和思想介紹很少.有感於此，本文主要介紹盧瑟福作為偉大的教師的思想和實踐，希冀對我國面向新世紀的教育改革會有所啟發.* U$ s) Z; O, i N- C9 [, O; h- G1 面向世界選人才# E) O3 D7 F2 h, ?6 u科學研究的前提條件是人才，得天下英才而教育培養之，是盧瑟福科學人才觀的重要內容.他認為科學沒有國界，主張實行有教無類.他在蒙特利爾、曼徹斯特和劍橋領導的研究組織，一方面與有關國家的物理學家、數學家和化學家保持廣泛的聯繫和合作，另一方面又著眼世界、打破國家、種族和信仰的界限，廣泛招收和培養優秀的青年科學人才.奧立芬特是來自澳大利亞的研究生，他曾頗有感觸地說：「盧瑟福一直同情從大英帝國自治領地來的學生.他在曼徹斯特和劍橋的實驗室是有幸出國學習的那些海外學生的麥加」，「況且，他是一個真正的國際主義者，隨時相信不論是否是本地的、各色人種的和不同信仰的工作人員的成就.」他在劍橋的卡文迪許實驗室，有來自世界各地的青年科學家和訪問學者，其中包括我國的科學家顏任光、趙宗堯、霍秉權、李國鼎、張文裕和周長寧，前蘇聯的卡皮查和伽莫夫，德國的哈恩、蓋革和海森堡，日本的長崗、清水和丹麥的玻爾，美國的密里根和奧本海默，加拿大的劉易斯等，既有從事核物理研究，也允許研究強電磁場、低溫物理和大氣電現象等.盧瑟福主張：「應給大家以自由，以便儘可能發展它們自己的研究路線，並鼓勵它們培養青年研究人員」，「我們只能用竭力保證真正有才能的科學工作者們繼續進行路線的方法，在進行這種將來的發現中，起我們的作用，這種工作路線應當顯示出有對現有知識做出重要增長的希望.」據統計由於他直接培養並沿著他指導的研究方向進行研究而獲諾貝爾獎的達11人之多. 其中有他在蒙特利爾的麥吉爾大學時的助手索迪（1921年）和哈恩（1944年），在曼徹斯特大學時的玻爾（1922年）和海威西（1943年），在劍橋太學時的查德威克（1935年）、阿普頓（1947年）、希萊克特（1948年）、鮑威爾（1950年）、考克饒夫和瓦爾頓（1951年）、卡皮查（1978年）.與他的作用有關而在後來獲諾貝爾獎的，有阿斯頓（1922年）、狄拉克（1933年）和貝特（1976年）等.這在諾貝爾獎史上是絕無僅有的.; r% o" b% y8 }3 H$ w8 V0 k+ K2 嚴格要求育人才科學是老老實實的學問，來不得半點虛假，培養科學人才必須從基礎抓起，嚴格訓練，嚴格要求.盧瑟福在培養人才方面，繼承和發揚了卡文迪許實驗室的優良傳統，十分重視實驗的觀察和研究，放手讓學生去思考和動手實驗.卡文迪許實驗室培養學生的原財是「最好讓學生用他自己的力量去努力克服他的種種困難，而在教師方面，與其把這些困難給他移開，不如鼓勵他和它們奮鬥.」他們認為實驗的教學價值時常與儀器的複雜性成反比，「那個用自做的，常引起錯誤的儀器的學生，比那用仔細調整過，因而他易於相信它而不敢弄壞他的儀器的學生，學得常要多點.」因此，卡文迪許實驗室提出了自製儀器和讓學生自己動手實驗的規則.在卡文迪許實驗室的歷史上，研究前沿課題所用的儀器，主要是自己製造的.( i3 B1 t( F& P7 b* L: q卡文迪許實驗室對學生的訓練非常嚴格，凡實驗必須準確無誤，凡推理必須立足於堅實可靠的事實，凡言行應該求准和講求實效.無根據的猜想和無補於實際的空談，在這裡是被鄙視的.每逢實驗考試，學生都要帶飯進去，在裡邊工作兩個白天一個晚上.認為只有這樣嚴格訓練，才能打好基礎，穩步前進，去攀登科學的高峰.盧瑟福在培養研究生時，凡屬重要的實驗，特別在發現新的現象時，他總是要親自做一遍，以弄清真實情況.每當學生陷入錯誤的理論或對實驗情況說不清楚時，盧瑟福就讓他「回到實驗室去！重做實驗！」盧瑟福告誡學生：「搞實驗和理論，首要的是實驗結果的可靠性.」只有可靠的實驗才是科學研究和建立理論大廈的牢固基礎，實驗是建立理論、發展理論和鑒定理論的唯一標準.「一個勇敢的實驗，無疑地證明了一個偉大的成功.」他允許助手和學生大膽提出各種設想，但在實驗時不得苟且.要求學生一定要拿出可靠的結果來.此外，他又非常重視學生的洞察力和構思物理圖像的能力，強調用直接簡單的方法說明問題，用簡單的實驗和設備做出重要的結果. h+ I. d, K7 l; W盧瑟福把他的知識、智慧和誠摯的心獻給他的學生，他只要接受了你，就會負責到底.他幫助學生選好研究題目，鼓勵和關心他們的實驗研究，對他們的發現像對自己的發現一樣高興，但在發表時卻沒有自己的名字.他的一個學生後來曾說，這也許就是為什麼即使一個最平凡的人，在這裡學習二、三年後，也會成長為第一流的科學家的重要原因.2 m- b" H- ^7 n3 獨具慧眼識人才1 I ]" {( n" ~: }) a, x6 m* B科學的生命力在於創新. 盧瑟福認為，他的實驗室「應當是一個用起源性的研究獲得新知識的中心，一個活躍的中心.」他教育助手和研究人員「不要羨慕或忌嫉別人的地位和工作」，而要依靠自己的切實努力去做出成績.正如一位科學家所說：「在劍橋你得不到諾貝爾獎就是失敗了.」9 T% n" @0 C! M* i! M: C盧瑟福招收學生和研究人員，主要根據原學校、推薦人的意見和面談，按科學能力和起源性與創造性的素質進行選擇.逐個面談有助於在考分之外了解考生實際掌握和運用知識的能力、實際水平和創造性的素質，可以避免高分低能的弊端.例如，前蘇聯的卡皮查隨約飛院士到該室訪問，他在與主任助理查德威克談話時提出願留下來學習，盧瑟福說該室招收的20個研究生已滿額了.卡皮查問道：「教授！您的實驗誤差有多大呢？」盧瑟福說：「百分之五」，卡皮查又說：「那麼再增加一個還在實驗誤差之內呀！」，盧瑟福一聽，感到這個青年很機敏，思想活躍，在得知他有科學才能後決定接收下來，並為他搞到三一學院的獎學金.在盧瑟福的悉心指導下，卡皮查獲得博士學位，但把身體累垮了. 盧瑟福得知後，慷慨解囊，讓他去外地療養.後來，他在高壓電磁場和低溫物理方面果然才華出眾，在該室人才濟濟之中，盧瑟福首先推薦他當選皇家學會會員，幾年後晉陞他為教授，連盧瑟福的四位組負責人查德威克、布萊克特、考克饒夫和艾利斯都遜一籌.* A1 a! r3 O5 I9 v1934年，專為卡皮查建立的劍橋蒙德實驗室落成後不到一年，卡皮查回國參加一次會議，會後，蘇聯政府沒有再讓他返回英國.盧瑟福立即寫了封信，呼籲蘇聯政府容許卡皮查回英國，繼續他的研究工作.在蘇聯政府拒絕後，盧瑟福沒有絲毫民族偏見，在他看來，最重要的是卡皮查的科學生命，卡皮查必須繼續進行已經有了良好開端的研究工作.因此，他派一個代表團把卡皮查所設計的儀器全部運到蘇聯，保證他可以繼續完成關於低溫物理學的研究.並且為了安撫卡皮查的苦惱，經常寫信給他，介紹自己和卡文迪許實驗室的工作及生活情況，提出種種忠告，使卡皮查深受鼓舞，重新振奮起來進行科學研究.卡皮查終於1978年因低溫物理方面的突出貢獻獲諾貝爾物理獎.# ~9 B1 o* [1 y, f9 @4 自由探究出人才, l" h2 ?& Z5 q+ ]科學研究的目的是為了發現，教育的目的是為了培養優秀的人才，為了最大限度地實現這兩個目的，就必須消除一切偏見，不分國家、種族、信仰和能力大小，無私地真誠合作，互相交流，取長補短.而要做到這一點，學風就必須民主，學術氣氛應該自由.盧瑟福認為那些對自己最感興趣的而又重要的課題進行研究的人，在民主學風和自由氣氛中進行研究，取得豐碩成果的幾率更大.同時又強調：「科學並不是依賴於單獨一人的思想，而是取決於綜合數以千計的人們的智慧，所有的人想一個問題，並且每一個人做它的部分工作，添加到正在建設的知識大廈之中.」) D( {3 T# H2 + P. d6 j為了營造自由探究的學術氣氛，盧瑟福繼承了卡文迪許實驗室的每天下午的茶時漫談會的形式，並將此發揚光大.每天下午四時為實驗室「茶時」休息時間，人們不分職務和級別，隨意參加，上自天文下至地理，形勢新聞無所不談，當然也談論起各人的實驗和研究情況，這時是討論物理問題最活躍的時刻，常常在談論中產生出許多重要的物理思想和觀念.不少新的觀念在這裡迸發，很多疑難此時攤開，它被認為是實驗室一天中最美好的時光.正如英國大文豪蕭伯納所言：「如果你有一個蘋果，我有一個蘋果，彼此交換，那麼，每人還是一個蘋果；如果你有一個思想，我有一個思想，彼此交換，我們每個人就有了兩個思想，甚至多於兩個思想.」學識和見解需要互相啟發，問題和疑難有待共同探討，興趣和愛好可以互相激勵.在討論中，一個人的獨創見解可能打開很多人的眼界，某人走過的彎路又可能成為他人的借鑒.蓋革曾在一篇回憶文章中寫道：「在二樓還有一個歡樂的屋子，我們在午後為了喝一杯茶水全來相聚，那大概是盧瑟福對於他的年輕的學生和同事的最大恩賜，他每天照例地在這個愉快的休息時間出席，以他活躍的情緒討論物理上的新舊問題，或者幫助我們解決實驗上的困難，重新給我們以自信心，他樂於獻出他的一切禮品，常常涉及他最近成功和發現的細節.他甚至要我們一起到他的研究實驗室，並向我們演示他自己在同一天第一次看到的某種東西.」盧瑟福正是在這種寬鬆氣氛中向實驗室的成員提出原子核的想法和命名質子的.! d! L1 s- g$ [" u l在自由民主的學術氛圍中，他在麥吉爾和曼徹斯特大學時，造就了放射性和原子物理領域的第一代大量人才，其中包括發現鈾核裂變的奧托?哈恩，發現同位素的索迪、提出原子結構量子論的n?玻爾和發現鉿的海威西等諾貝爾獎獲得者，在劍橋，他培養出新一代的核物理學家和其他大量優秀人才，除去發現中子的查德威克、驗證正電子的布萊克特、發明加速器的考克饒夫和瓦爾頓、發現u介子的鮑威爾、發現電離層的阿普頓和從事高壓電磁場與低溫物理研究的卡皮查等諾貝爾獎獲得者之外，他還培養了驗證質能等當定律和發現重氫核聚變的奧立芬特、進行x射線蛋白晶體研究的貝爾納、理論核物理學家莫特和貝特等.他知人善任，發現和扶持核和非核研究的創造性萌芽，使他們茁壯成長和壯大.( U( v( Z) |) l1 a& v: q（湖州師範學院物理系，王榮德 浙江 313000）
推薦閱讀：