实验室的演变及其重要性

古代时期,希腊、埃及、中国的科学家们就做了大量的科学实验。广义地说,他们当时进行实验的场所,如中国古代东汉时期(公元25~220年)人们炼金、炼丹的场所,唐朝(公元618~907年)炼丹家们用硫黄、雄黄和硝石密闭加热引起爆炸并由此发明火药的场所等,就是实验室的雏形;他们所使用的工具、物品就是实验仪器或称为技术装备。但那时,人们对科学实验的重要性还缺乏足够认识,科学实验也缺乏十分明确的目的,实验条件和场所也十分简陋。

13世纪,英国牛津大学著名学者罗吉尔·培根(Roger Bacon)提出:“过去那种靠有名无实的权威和传统的习惯来发表自己意见的人,算不得真正的学者,他们只能靠空洞争辩来掩盖自己的愚昧无知;真正的学者应当靠实验来弄懂自然科学、医学、炼金术和天上地下的一切事物。”他第一次把科学实验提到了这样重要的地位。在培根的影响下,他的朋友皮埃尔·德·马里古特(Pierre de Maricomt)做了不少磁学实验。他于1269年写了一本小册子,描述了他在磁学中的发现,其中最著名的就是磁球实验。这个实验,后来英国人吉尔伯特(Gilbertl,1544~1603)又重做过,并提出了“地球就是磁石”的理论,但是由于教会的反对和对科学的迫害,刚刚兴起的实验风气又被压了下去。

真正的实验科学是从伽利略(Galileo,1564~1642)开始的。他不仅是实验科学的开拓者,也是经典力学的奠基者,在科学发展的历史上做出了杰出的贡献。他第一个用自制的望远镜观察太阳、月亮和星星,取得了大量的科学成果。为了验证自由落体与物体重量无关,他把数学引入物理实验,通过间接量的测量来测定加速度,并做了著名的“斜面实验”,得到了在斜面上运动的物体,其路程与时间的平方成正比的重要结论。他还做过许多重要的实验,例如碰撞实验、光速测定、单摆实验等,得出了许多重要的结论。他不仅把实验作为科学研究的一种最重要的手段,而且为实验提供了一些重要的方法。

随着科学研究的迅速发展,实验室的建立开始从个别科学家发展为科学团体组织。如意大利1657年建立的齐曼托学社,德国1672年创办的实验研究学会。最重要的,也是在科学研究中有重大贡献的,是1666年法国建立的官方科学机构——巴黎科学院。这些实验室主要是进行科学研究的环境,尚未引入学校作为教学基地。(www.xing528.com)

19世纪初期,由格拉斯哥大学化学系教授托马斯·汤姆生建立了第一个供教学实验用的化学实验室。后来,威廉·汤姆生(William Thomson,1824~1907)教授又在该校建立了第一个用于教学的物理实验室。著名的剑桥大学的卡文迪什实验室也于同时期建立。各国著名的大学都相继成立了实验室。这些世界知名的实验室有一个十分突出的特点,它们的主持人都是著名的科学家,它的工作人员也多半是优秀的科学家。所以,近200年来,许多重大的科技发现都来自这些古老的实验室。现在,实验室已成为理、工、农、医、师等院校的重要支柱。很多文科院校(如文、史、政、经、法等)也逐步建立了实验室,充分利用现代科学技术开展研究和教学,并把研究成果建立在科学实验的可靠的基础之上。

综观实验室的发展历史,我们发现,实验室在社会发展中具有重要的地位和作用。首先,实验室是开展实验研究的重要基地;其次,实验室是进行实验教学、培养创新人才的基本场所;再次,实验室是进行科学技术创新开发的前沿阵地;最后,实验室是培养严谨求实的科学态度和认真负责的工作作风的重要场所。