提起實驗室，這是一段不得不說的歷史

最早的實驗室，在一幅6世紀的羅馬書籍的版畫中有所體現。畫的是古希臘的畢達哥拉斯坐在椅子上，用小錘敲一串懸掛起來的鈴鐺。華盛頓大學教授迪馬羅格納斯考證：羅馬學者記載，畢達哥拉斯設立了第一個實驗室，證明鈴鐺的音調跟敲擊力度沒關係。

畢達哥拉斯

畢達哥拉斯如果活到今天，參觀CERN（歐洲核子研究組織）實驗室，估計會合不上嘴巴。CERN有13000名工作人員；6個大對撞機（LHC），其中LHC的隧道近百公里長；CERN每年花掉的錢，摺合成黃金有20噸。如此規模的實驗室，誕生也才幾十年。

CERN

一提實驗室，往往先想到擺著燒杯、帶抽屜的長桌，以及交錯的氣體管道。倫敦科學博物館的科學史學者彼得·莫里斯說，化學是第一個實驗室科學。中世紀的煉金熔爐可看作第一件實驗室設備；最晚在16世紀，已有各種化學實驗工具。19世紀的化學家，如發現光譜分析的本森，或者有機化學先驅李比希等，打造出我們印象中的模版實驗室。

伽利略到富蘭克林的那個時代，儀器簡單，科學家做實驗親力親為。隨著儀器增多，實驗需要分工進行，實驗室應運而生。從1748年俄國的羅蒙索諾夫開始，裝備精良的實驗室出現了。英國人建立了啟蒙時代最有名的實驗室——瓦特和合伙人博爾特建造的索霍實驗室（Soho），嘗試從熱氣球到雕刻機的各種實驗，招待慕名而來的各國訪客，它附屬於蒸汽機工廠，但主要是滿足科學圈同仁的好奇心。

瓦特改良蒸汽機

實驗室一開始是私人擁有，往往是富二代，後來則由政府出資。比如柏林大學物理實驗室，本來是馬格努設在自己家裡的，後來被國立大學收編。

古代科學的主角是亞里士多德和牛頓，現代科學的主角是實驗室。英國劍橋大學的卡文迪什實驗室是這場科學革命的中心。

早期的卡文迪什實驗室

卡文迪什實驗室由劍橋大學校長私人捐款，麥克斯韋在1874年受命組建。麥克斯韋憎惡「粉筆物理學」，說「物理教學需要比教室更大的空間，比黑板更大的面積」。

「卡文迪什實驗室的成立，是因為牛頓力學和數學的傳統大學理科教育體制與19世紀科學—技術—產業的發展不相適應。新生的電磁學、熱力學和輻射研究需要實驗物理作基礎。」中科院自然科學史所的研究員閻康年說，卡文迪什的研究員、實驗員和技工緊密結合，推動了從個人到集體的科學，從玻璃器皿—密封臘—線繩的舊時代到精密電動儀器的新時代的轉變。

英國物理學家約瑟夫·湯姆遜在劍橋大學卡文迪什實驗室工作

今天的研究生制度，就是卡文迪什實驗室創建的。集體協作的科學文化，也是從卡文迪什每日兩次集體喝茶討論學術問題開始的。

閻康年說，1932年，第一台加速器——高壓倍加器在卡文迪什製成和應用，需要幾組人相配合, 由此開創了大科學時代。卡文迪什1940年代發展到固定研究人員40人，研究生和訪問學者400多人，分為幾個組系，各成系統，各配車間、工人和計算機房，這種組織模式被今天世界各大科研機構採用。

卡文迪什實驗室新址外景

19世紀中期，德國科學藉助大量新建立的實驗室趕上英法，化肥和化學武器從德國實驗室里流出；20世紀則是美國擁有最好的實驗室。美國建實驗室的主力是政府。

韋斯特韋克的《國家實驗室：美國體制下的科學》指出：美國政府積極建設國家實驗室，以取得科研優勢。迄今，由美國聯邦政府主辦或資助的國家級實驗室有720所，其中大型綜合性的有100所左右。美國國家級實驗室主要隸屬於國防部、能源部、國家航空航天局、農業部、環保署、商務部、衛生部等部門，布局考慮大學及大企業的分布，從而有效整合國家科技資源。

美國許多一流大學和一流實驗室難解難分，如加州伯克利與勞倫斯實驗室，加州理工與噴氣推進實驗室，麻省理工與林肯實驗室，約翰霍普金斯與應用物理實驗室……很多實驗室興起得益於戰爭。

錢學森

因為錢學森，許多國人聽說過噴氣推進實驗室如何從二戰中崛起；MIT大學從二流大學升到一流，是靠二戰期間林肯實驗室獲得巨額經費，拉動通信、電子和計算機等學科，戰時林肯實驗室一度多達3800人；應用物理實驗室本是二戰時科學研究開發局的一個部門。今天，不少大學的實驗室工作人員仍多於學校員工。

美國政府以實驗室引領科技進步，如1960年開始「材料實驗室規劃」，在大學設立一批交叉學科實驗室。實施25年，使美國大學打破採礦、冶金、金屬工藝，金屬物理等專業的藩籬，在材料技術領域後來居上。

美國國家實驗室經費來自政府預算，也有一部分來自企業項目和私人捐贈，相當富裕。如美國能源部資助的洛斯阿拉莫斯和橡樹嶺，每家每年經費20億美元左右。

位於美國加州的勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室。（資料圖片）

美國實驗室經費上「富可敵國」，產出則「力可敵國」，隨舉一例：勞倫斯·利弗莫爾實驗室，擁有核聚變「國家點火裝置」，發現過22種化學元素，還製造過世界上最快的超級計算機。

中國1984年建立首批20個國家重點實驗室，迄今已布局建設6個國家研究中心，494個國家重點實驗室。

來源：科技日報