全球著名的实验室简介

1、国外著名实验室版本一实验室是科学的摇篮，是科学研究的基地，对科技发展起着十分重要的作用。在国际上享有盛誉的著名实验室更被喻为科研领域的麦加，是科技工作者向往和追随的地方。这些实验室往往代表了世界前沿基础研究的最高水平，诞生了一大批诺贝尔奖获得者和具有划时代意义的科技创新成果，是开展高层次学术交流的重要场所。下面选取一些具有代表性的，分类加以介绍。一、第一类是建立在大学里面，附属于大学或者是由大学代管的实验室。例如：英国剑桥大学的卡文迪什实验室，莫斯科大学的物理实验室，荷兰莱顿大学的低温实验室，英国曼彻斯特大学的物理实验室，等等。美国很多一流的研究型大学都为政府代管国家实验室，这些设在大学里的国

2、家实验室作为原始性创新基地，在国家基础研究、技术开发和科技攻关中承担着重要使命。1、加州大学伯克利分校的劳伦斯伯克利国家实验室（LawrenceBerkeleyNationalLaboratory，简称LBNL)劳伦斯伯克利国家实验室位于美国加州大学伯克利分校，占地81公顷，毗邻旧金山湾。它隶属于美国能源部，由伯克利代管。劳伦斯伯克利实验室是1939年诺贝尔物理学奖得主欧内斯特.奥兰多.劳伦斯先生于1931年建立的，早期关注于高能物理领域的研究，建起了第一批电子直线加速器，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，成为美国乃至世界核物理学的圣地。它是美国一系列著名实验室：

3、Livermore，LosAlamos，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。劳伦斯伯克利国家实验室现在研究的领域非常宽泛，下设18个研究所和研究中心，涵盖了高能物理、地球科学、环境科学、计算机科学、能源科学、材料科学等多个学科。劳伦斯伯克利实验室建立以来，共培养了5位诺贝尔物理学奖得主和4位诺贝尔化学奖得主。劳伦斯伯克利国家实验室现有3800名雇员，其中相当一部分是伯克利分校的老师和学生，2004年的财政预算超过5亿美元。特别值得提出的是，目前实验室的主任是朱棣文先生，他是极少数担任美国国家学术机构领导的华人之一。2、麻省理工学院的林肯实验室(Lincoln

4、Laboratory)MIT于1951年在麻省的列克辛顿(Lexington)创建了林肯实验室。其前身是研制出雷达的辐射实验室。该实验室是联邦政府投资的研究中心，其基本使命是把高科技应用到国家安全的危急问题上。它很快在防空系统的高级电子学研究中赢得了声誉，其研究范围又迅速扩展到空间监控、导弹防御、战场监控、空中交通管制等领域，是美国大学第一个大规模、跨学科、多功能的技术研究开发实验室。1957年该实验室建成全固态、可编程数字计算机控制的雷达系统(MillstoneHillradar)，实现了对空间目标的实时跟踪，既能跟踪苏联卫星的活动，也能监控卡那维拉尔角的火箭发射。后来，这发展成弹道导弹战略

5、防御系统，其中关键性的技术是数字信号处理和模式识别。在20世纪60年代初期，林肯实验室开发了卫星通信系统，导致8颗实验通信卫星的发射。在20世纪70年代初期，实验室开始研究民航交通管制，强调雷达监控，进行恶劣气象的检测，开发了航空器的自动化控制装置。在20世纪80年代，实验室为克服大气紊流的影响，开发了大功率激光雷达系统。20世纪90年代，为NASA等开发了传感器。现在，林肯实验室则在开发陆地图像处理设备。为了支持庞大的创新研究，林肯实验室一直保持了在基础研究上的领先地位，例如表面物理、固态物理以及有关材料的优势。它完成了开发半导体激光器的早期研究，设计了红外激光雷达，并开发了高精度卫星定位与

6、跟踪系统。林肯实验室在计算机图形学、数字信号处理理论以及设计与建造高速数字信号处理计算机等方面做出很大的贡献。信号处理毕竟是实验室许多项目的核心技术，包括高吞吐率的通用信号处理器。它在语音编码与识别方面也有许多出色工作，为自动翻译开拓了道路。林肯实验室现有雇员2432人，它在2003财政年度的经费是5.226亿美元，其中91.6%即4.787亿美元来自美国国防部，这就不难理解MIT林肯实验室事实上是美国军事电子系统的大本营。3、加州大学的洛斯阿拉莫斯国家实验室（LosAlamosNationalLaboratory，简称LANL)洛斯阿拉莫斯国家实验室位于美国新墨西哥州首府圣塔菲西北56公里处

7、，成立于1943年，以研制出世界上第一颗原子弹而闻名于世。洛斯阿拉莫斯是一个当之无愧的科学城和高科技辐射源。实验室在二战期间由罗斯福总统倡议建立，是曼哈顿工程的一部分。物理学家奥本海默是实验室的第一任主任。该实验室是一所由能源部与加利福尼亚大学联合管理的多计划研究机构。其研究工作分两大类：武器研究，包括开发满足目前军事需要的核弹头、设计试验先进技术方案，以及通过相关科学技术领域的实验与理论研究，维持一项创新性武器研究计划；非武器研究，包括核裂变、核聚变、中等物理加速、超导、计算科学、生物医学、地球科学、非核能及基础能源科学等。这里云集了大批世界顶尖科学家，目前共有1.2万名雇员，每年经费预算高

8、达21亿美元。4布鲁克海文国家实验室(BrookhavenNationalLaboratory，简称BNL)布鲁克海文国家实验室位于纽约长岛萨福尔克县(SuffolkCounty)中部，原址为第一、二次世界大战时的美国陆军厄普顿兵营。该实验室成立于1948年，现隶属于美国能源部，由石溪大学和BATTELLE成立的布鲁克海文科学学会负责管理。布鲁克海文国家实验室拥有3台开展研究用的反应堆和同步辐射光源、强场核磁共振仪、投射电子显微镜、扫描电子显微镜、正电子断层成像仪、回旋加速器等一大批大型仪器和设备。除开创了核技术、高能物理、纳米技术等多个领域的研究外，该实验室还在生物、化学、医学、材料科学、环

9、境科学、能源科学和技术等多学科开展研究。大科学装置群的强大支撑能力和多学科交叉的环境，使布鲁克海文国家实验室在发展新型、边缘科学和突破重大新技术方面具有强大的能力，取得多项令世界瞩目的重大成果，并数次获得诺贝尔奖，成为著名的大型综合性科学研究基地。布鲁克海文实验室拥有3000名雇员，每年还接待全球的超过4000名科学家的访问。布鲁克海文的年度研究经费超过4亿美元。5加州理工学院的喷气推进实验室（JetPropulsionLaboratory简称JPL）喷气推进实验室是位于加利福尼亚州帕萨迪那美国国家航空航天局（NASA）的一个下属机构，负责为美国国家航空航天局开发和管理无人空间探测任务，行政上

10、属于加州理工学院管理，前身是由航空大师西奥多.冯.卡门于1936年牵头成立的喷气动力研究所。在国际科技界，喷气推进实验室如雷贯耳，它在美国导弹和航天发展史上起到了空前的作用，尤其是1958年“探险者1号”进入轨道，确立了其作为“太空开发计划之母”的地位。目前喷气推进实验室共进行着45个项目的研发，各种无人探测器升空后的控制工作大都由其负责。它还担负着对地球准确测量的任务，控制着全球的深空探测网络。这里汇集了太空研究领域一流的科学家和工程师，员工总数超过5200人，年度研究经费达13亿美元。6、橡树岭国家实验室（OakRidgeNationalLaboratory，简称ORNL）橡树岭国家实验室

11、是美国能源部所属最大的科学和能源研究实验室，成立于1943年，原称克林顿实验室，是曼哈顿秘密计划的一部分，现由田那西大学和Battelle纪念研究所共同管理。20世纪50年代和60年代期间，橡树岭国家实验室主要从事核能、物理及生命科学的相关研究。70年代成立了能源部后，使得橡树岭国家实验室的研究计划扩展到能源产生、传输和保存等领域。目前，橡树岭国家实验室的任务是开展基础和应用的研究与开发，提供科学知识和技术上解决复杂问题的创新方法，增强美国在主要科学领域里的领先地位；提高洁净大量能源的利用率；恢复和保护环境以及为国家安全作贡献。橡树岭国家实验室许多科学领域在国际上处于领先地位。它主要从事6个方

12、面的研究，包括中子科学、能源、高性能计算、复杂生物系统、先进材料和国家安全。橡树岭国家实验室现有雇员3800多人和客座研究人员大约3000人，年度经费超过10亿美元。7、阿贡国家实验室（ArgonneNationalLaboratory，简称ANL）阿贡国家实验室是美国政府最老和最大的科学与工程研究实验室之一在美国中西部为最大。阿贡是1946年特许成立的美国第一个国家实验室，也是美国能源部所属最大的研究中心之一。过去半个世纪中，芝加哥大学为美国能源部及其前身监管阿贡国家实验室的运行。阿贡是从二次世界大战曼哈顿工程的一部分，芝加哥大学的冶金实验室的基础上发展起来的。战后，阿贡接受开发和平利用原子

13、反应堆的任务。数年来，阿贡的研究不断扩大，包括了基础科学、科学设施、能源资源计划、环境管理、国家安全、工业技术开发等许多领域。阿贡有两个场所：位于伊利诺州的东场所，占地1500英亩，是美国能源部芝加哥工作办公室所在地；位于爱达荷州的西场所，占地约900英亩，是阿贡多数主要核反应堆研究设施的所在地。今天，阿贡的雇员超过3500名，运行经费约为4.75亿美元，支持200多个研究项目，从原子核研究到全球气候变化研究。1990以来，阿贡曾与600多家公司、无数的联邦政府部门以及其他组织一道工作。二、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，

14、超大型的研究课题，和国防军事任务。例如：1、德国的联邦技术物理研究所(PhysikalischTechnischeBundesanstalt，简称PTB)建于1884年，原名帝国技术物理研究所(PhysikalischTechnischeReichsanstalt，简称PTR)，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。谈到该实验室就须介绍物理学史上两位重要的人物。第一个是1911年诺贝尔物理学奖获得者维恩WilhelmWien(1864-1928)，他曾是该实验室的理论带头人，在

15、这里工作长达近十年的时间。他的主要贡献是发现了几个重要的热辐射定律。第二位是1918年诺贝尔物理学奖得主普郎克，他发现的能量级对物理学的进展作出了重大贡献。他是继维恩后曾在该实验室工作的一位重要的学术带头人。2、英国的国家物理实验室(NationalPhysicalLaboratory，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、

16、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。3、欧洲核子研究中心(EuropeanOrganizationforNuclearResearch，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26个成员国。经费由各

17、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。研究人员共达9000人，多为招聘制。这是一个旨在探索“宇宙开始时最基本的东西是什么”等问题的纯科学的物理研究机构，也是当今世界上规模最大的科学实验室之一。来自包括中国在内的世界80多个国家的6000多名物理学家曾在此工作过。这个研究中心建有两个国际研究所，供世界著名的科学家小组研究亚原子核的结构及其理论。第一研究所装有6亿电子伏的同步回旋加速器，280亿电子伏的质子同步加速器等。第二研究所在第一研究所旁边，它装有一台周长约7千米的新质子同步加速器。研究中心除有许多先进而价格昂贵的试验设备外，还有

18、图书资料室，并出版欧洲核研究组织信使（月刊）和科学报告等。由于中心的设备齐全，服务优良，加上科学家们的勤奋努力，欧洲核子研究中心在粒子物理研究领域已经取得了一些举世瞩目的成果，从而成为名副其实的核子研究中心。数十年来，该研究中心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）。4、瑞士保罗谢勒研究所（PaulScherrerInstitute，简称PSI）瑞士保罗谢勒研究所是瑞士科学和技术的多学科研究中心。在与国内外大学、其他研究机构和工业界的合作中，PSI在固态物理、材料科学、基

19、本粒子物理、生命科学、核与非核能研究及与能源有关的生态学的研究中非常活跃。PSI是瑞士最大的国家研究所，有雇员1200人，是瑞士唯一这种类型的研究所。PSI研究的重点放在基础研究和应用研究，特别是与可持续发展有关的领域和对教育和培训具有重要意义、但超出大学单个系能力的领域。PSI研制和运行需要特别高标准的技术诀窍、经验和专业的复杂研究设施，拥有散裂中子源，瑞士光源（SLS）等大科学装置，是世界科学界主要的用户实验室之一。通过它开展的研究，PSI获得新的基础知识，并积极促进其在工业上的应用。三、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

20、验室。1、贝尔实验室（BellLaboratories）贝尔实验室原名贝尔电话实验室，始建于1925年，总部在美国纽约（后迁至新泽西州的墨里黑尔）。它是一个在全球享有极高声誉的研究开发机构，主要宗旨是进行通讯科学的研究，有研究人员20000人，下属6个研究部，共14个分部，56个实验室，每年经费达22亿美元，其中10用于基础研究。除了无线电电子学以外，在固体物理学（其中包括磁学、半导体、表面物理学）、天体物理学、量子物理学和核物理学等方面都有很高水平。贝尔实验室自成立以来，共获专利26000多项（平均每天一项），其中重大科研成果50多项，如有声电影、晶体管、信息论、激光理论、3K宇宙背景辐射、

21、可视电话、磁泡器件、光通信、数字计算机等，对我们的生活产生了重要的影响。在这里每年都要发表上千篇学术论文，造就了一大批优秀科学家。几十年来获得诺贝尔物理奖的先后有：发明电子衍射的戴维森，发明晶体管的肖克利、巴丁和布拉坦，发明激光器的汤斯和肖洛，理论物理学家安德逊，射电天文学家彭齐亚斯和威尔逊。正是由于贝尔实验室产生了许多科学研究的突出成就，人们把它看作世界上最具权威性的研究机构之一。2、IBM研究实验室（IBMResearch）IBM是InternationalBusinessMachinesCorporation（美国国际商用机器公司）的简称，创建于1911年，现已发展成为跨国公司，在计算机

22、生产与革新中居世界领先地位。IBM研究实验室也叫IBM研究部，共有研究人员3500人，还吸收许多博士后和访问学者参加工作。它专门从事基础科学研究，并探索与产品有关的技术，其特点是将这两者结合在一起。科学家在这里工作，一方面推进基础科学，一方面提出对实际应用有益的科学新思想。研究部下属四个研究中心：(1)位于美国纽约的ThomasJ.Watson研究中心。从事计算机科学、输入/输出技术、生产性研究数学、物理学、记忆和逻辑等方面的研究。其中物理学包括：凝聚态物理、超微结构、材料科学、显微技术、表面物理、激光物理以至天文学和基本粒子。(2)位于美国加州的Almaden研究中心。除了计算机科学以外，还

23、进行高温超导、等离子体、扫描隧道显微镜和同步辐射等研究。(3)瑞士Zurich研究中心。重点是激光科学与技术，特别是半导体激光器、光学储存、光电材料、分子束外延、高温超导、超显微技术等方面，还进行信息处理等计算机科学研究。(4)日本东京研究中心。内分计算机科学研究所、新技术研究所和东京科学中心，主要是结合计算机的生产和革新进行研究。进入80年代，IBM研究中心成绩斐然，两届诺贝尔物理奖都被它的成员夺得：一是因发明扫描隧道显微镜，宾尼格(G.K.Ginnig)与罗勒尔(H.Rohrer)共获1986年诺贝尔物理奖的一半，二是因发现金属氧化物的高温超导电性，柏诺兹(J.G.Bednorz)和缪勒(

24、K.A.Muller)共获1987年奖。国外著名实验室版本二在现代物理学的发展中，实验室的建设具有重要的意义。以英国物理学家和化学家H.卡文迪什(HenryCavendish)命名的卡文迪什实验室(CavendishLaboratory)相当于英国剑桥大学(UniversityofCambridge)的物理系。剑桥大学建于1209年，历史悠久，与牛津大学(UniversityofOxford)遥相对应。卡文迪什实验室创建于1871年，1874年建成，由当时剑桥大学校长W.卡文迪什(WilliamCavendish)私人捐款兴建的(他是H.卡文迪什的近亲)，这个实验室就取名为卡文迪什实验室。当时

25、用捐款建了一座实验室楼，并配备了一些仪器设备。英国是19世纪最发达的资本主义国家之一。物理实验室从科学家私人住宅中扩展为研究单位，适应了19世纪后半叶工业技术对科学发展的要求，促进了科学技术的开展。随着科学技术的发展，科学研究工作的规模越来越大，社会化和专业化是必然趋势。剑桥大学校长的这一做法是有远见的。著名物理学家麦克斯韦(JamesClerkMaxwell)(1831-1879)负责筹建这所实验室。1874年实验室建成后他担任第一任实验室主任，直到他1879年因病去世。在他的主持下，卡文迪什实验室开展了教学和科学研究，工作初具规模。按照麦克斯韦的主张，物理教学在系统讲授的同时，还辅以表演实

26、验，并要求学生自己动手。表演实验要求结构简单，学生易于掌握。麦克斯韦说过：“这些实验的教育价值，往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制仪器，虽然经常出毛病，但他们却会比用仔细调整好的仪器，学到更多的东西。学生用仔细调整好的仪器易产生依赖而不敢拆成零件。”从那时起，使用自制仪器就形成了卡文迪什实验室的传统。实验室附有工作间，可以制作很精密的仪器。麦克斯韦很重视科学方法的训练，也很注意前人的经验。他在整理一百年前H.卡文迪什留下的有关电学的论著之后，亲自重复并改进卡文迪什做过的一些实验。同时，卡文迪什实验室还进行了多种实验研究，例如：地磁、电磁波的传播速度、电学常数的精密测量、欧姆定律、光谱、双轴晶

27、体等等，这些工作为后来的发展奠定了基础。1897年麦克斯韦去世后，瑞利(JamesWilliamRayleigh,1842-1919)继任卡文迪什实验室主任。他因在气体密度的研究中发现氩而获1904年度的诺贝尔物理奖。瑞利在声学和电学方面很有造诣。在他的主持下，卡文迪什实验室系统地开设了学生实验。1884年，瑞利因被选为皇家学院教授而辞职。28岁的J.J.汤姆逊(J.J.Thomson,1856-1940)继瑞利之后任该实验室第三任主任。他因通过气体电传导性的研究，测出电子的电荷与质量的比值获1906年度的诺贝尔物理奖。汤姆逊对卡文迪什实验室的建设有卓越贡献。在他的建议下，从1895年开始，卡

28、文迪什实验室实行吸收外校及国外的大学毕业生当研究生的制度，建立了一整套培养研究生的管理体制，树立了良好的学风。一批批优秀的年轻学者陆续来到这里，在汤姆逊的指导下进行学习和研究。他培养的研究生中，有许多后来成了著名科学家，例如卢瑟福、朗之万、W.L.布拉格、C.T.R.威尔逊、里查森、巴克拉等人，其中多人获得了诺贝尔奖，对科学的发展有重大贡献，有的成了各重要研究机构的学术带头人。汤姆逊和卢瑟福最早证实了空气被X射线游离。从游离现象推导出游离辐射(放射线)，也就是由原子释出能量范围广大的电磁波和粒子辐射。汤姆逊最负盛名的贡献是探讨阴极射线的性质，也就是电子的性质。他借着电场以偏转阴极射线；在过去是

29、用磁场使它子偏转。他终于证实电子为带负电的粒子。接着他又测定电子的质量，约为氢原子核的二千分之一。在当时它子是被视为最小的粒子。电子是属于次原子级的粒子，汤姆逊是证明次原子级粒子存在的第一位，从此打开了次原子级的门户。后来汤姆逊证实电子和物质相互作用的结果会产生X射线，而X射线和物质相互作用的结果却会产生电子。第一个原子模型也要归功于汤姆逊，也就是闻名的“葡萄干布丁模型”。他绘出原子为一球形，充满了正电荷，同时也有相同数目的负电荷(电子)。汤姆逊因在电子和气体导电两方面的卓越成就，获得1906年度的诺贝尔物理奖。汤姆逊领导的35年中间，卡文迪什实验室的研究工作取得了如下成果：进行了气体导电的研

30、究，从而导致了电子的发现；放射性的研究，导致了a、B射线的发现；进行了正射线的研究，发明了质谱仪，从而导致了同位素的研究；膨胀云室的发明，为核物理和基本粒子的研究准备了条件；电磁波和热电子的研究导致了真空管的发明和改善，促进了无线电电子学的发展和应用。这些引人注目的成就使卡文迪什实验室成了物理学的圣地，世界各地的物理学家纷纷来访，把这里的经验带回去，对各地实验室的建设起了很好的指导作用。1919年汤姆逊的职位由他的学生卢瑟福(ErnestRutherford)(1871-1937)继任。卢瑟福是一位成绩卓著的实验物理学家，是原子核物理学的开创者。他因在揭示原子奥秘方面做出的卓越贡献获1908年

31、度的诺贝尔化学奖。卢瑟福更重视对年轻人的培养。在他的带领下，查德威克发现了中子；考克拉夫特和沃尔顿发明了静电加速器；布拉凯特观测到核反应；奥里法特发现氚；卡皮查在高电压技术、强磁场和低温等方面取得硕果，另外还有电离层的研究，空气动力学和磁学的研究等等。1937年卢瑟福去世，由W.L.布拉格(WilliamLawrenceBragg)继任实验室第五任主任。W.L.布拉格与其父W.H.布拉格(WilliamHenryBragg)因在X线衍射分析晶体结构方面的成就共获1915年度的诺贝尔物理奖。在二次世界大战的时候，实验室的主攻方向由主要从事原子物理和核物理基础研究转向对雷达、核武器的军事研究。二战

32、结束以后，鉴于从科学研究和对于国家安全的重要性出发，英国政府觉得核物理研究不应该在大学的一个实验室里进行，就专门成立了一个国家实验室。所以从事核物理研究的科学家就转移到国家实验室去了，钱也转移过去了。这样，实验室不仅经费短缺，研究方向也失去了。在新的形势下，实验室在布拉格的领导下，将主攻方向由核物理改为晶体物理学、生物物理学和天体物理学，实现了战略转移。他本人和他父亲在实验室进行X光晶体分析技术进行生物大分子结构的跨学科研究。由于没有研究经费，布拉格一方面支持他的两个部下莱尔(Ryle)和Ratcliff领导的小组收集军队废弃的雷达组装成原始的射电望远镜，开启了本世纪宇宙天文的研究。他又从医学

33、研究委员会争取到一笔经费。当时柯立克(Crick)和华生(Watson)在实验室工作，他们对DNA有浓厚的共同兴趣,加入了蛋白质结构分析小组，最终发现了DNA双螺旋结构，建立了正确的DNA分子结构模型。这个重大的科学发现被评为二十世纪最伟大的发现。布拉格的远见，在困难的条件下保证了实验室在这两个新兴学科上做出了辉煌的成果，发现了类星体、脉冲星、DNA双螺旋结构，确定了血红蛋白质的结构等，造就了一大批诺贝尔奖获得者，为战后英国的科学争得了极高的荣誉。固体物理学家莫特(NevillMott,1905-1996)1954年起任实验室第六任主任，直到1971年退休。莫特1905年9月30日出生于英国利

34、兹，1927年在剑桥大学获硕士学位。莫特早期研究原子碰撞理论，并与马塞(H.S.W.Massey)在1933年联名出版了权威的原子碰撞理论一书，书中讨论了带电粒子的“莫特散射”。后来莫特转入固体物理学的研究，在金属导体、离子晶体、半导体等方面，做出了许多有影响的工作。1936年莫特和琼斯(H.Jones)合著了金属与合金性质的理论，1940年和格尼(R.W.Gurney)合著了离子晶体中电子过程，对现代固体物理学的形成和发展有重要的影响。第二次世界大战后，莫特等人研究了晶体缺陷及其对力学性质的影响。二十世纪60年代起，莫特致力于发展无序体系及非晶态物质的电子理论研究，有力地推进了非晶态物质研究

35、的进展。1971年莫特和戴维斯(B.A.Davis)合著了非晶态物质的电子过程。莫特因对磁性与不规则系统的电子结构所作研究的贡献，于1977年与其他两位科学家共获诺贝尔物理1971年超导物理学家派帕德(A.BrianPippard，1920-)任实验室第七任主任。派帕德1953年根据在一系列超导体上所作的微波表面阻抗的测量结果，提出了相干长度的概念。1960年发表了利用相对论研究穆斯堡尔效应的论文。1961年派帕德收约瑟夫森(BrianD.Josephson)为研究生指导他做实验和理论研究。约瑟夫森研究超导隧道效应，写出了论文初稿，派帕德请正在剑桥大学访问的安德森(PhilipW.Anders

36、on)教授帮助审阅，他们三人进行了讨论。在安德森的帮助下，约瑟夫森1962年在欧洲的物理通讯上他发表了划时代的论文在超导隧道中可能的新效应，从理论上预言了以后以他名字命名的约瑟夫森超导隧道效应，此时他只有22岁。第二年有多人的实验证实了约瑟夫森的预言。约瑟夫森因此项工作而获1973年度诺贝尔物理奖，而支持约瑟夫森研究的派帕德由于在论文上没有署名，失去了诺贝尔奖提名的机会。国际著名的理论凝聚态物理学家爱德华兹(SamuelFrederickEdwards，1928-)，1983-1995年担任卡文迪什实验室第八任主任。他1949年毕业于英国剑桥大学，获硕士学位，后赴美留学，1951年获得哈佛大学

37、博士学位。1953年到普林斯顿高级研究院工作，次年回国，在伯明罕大学任教，1958-1972年在曼彻斯大学物理系任理论物理教授。1972年到卡文迪什实验室任教授。1992-1995年任剑桥大学副校长。爱德华兹早期从事电动力学和量子场论研究，后将量子场论的概念和方法应用到固体物理和化学物理的各种问题上，包括液态金属、涡流、高分子物理及非有序磁性系统。最新研究领域包括粉末材料及玻璃的流动、拉胀性、神经网络的信息传递等。他在理论高分子物理方面的成就尤为突出，其标志便是国际公认的爱德华兹哈密顿量的问世。他发表论文250余篇，专著2部以及若干有关科学技术的政策性论著和报告。1995年起担任实验室第九任主

38、任的弗伦德(RichardH.Friend,1953-)是位实验物理学家。弗伦德在实验中发现，有机聚合物在电场中可以发光，这个将电转化成光的新途径为有机聚合物的应用开辟了广阔的前景。由于有机材料的特点，可以很容易地调节半导体的能隙和功函数，提高发光效率，改变光的颜色。现在，用有机材料制造的电致发光、象素显示、信息存储等方面的产品已进入市场。二十世纪70年代以后，古老的卡文迪什实验室已经大大扩建，研究的领域包括天体物理学、粒子物理学、固体物理以及生物物理等等。卡文迪什实验室在近代物理学的发展中做出了杰出的贡献，近百年来培养出的诺贝尔奖金获得者已达20余人，卡文迪什至今仍不失为世界著名的实验室之一

39、。橡树岭国家实验室(OakRidgeNationalLaboratory，简称ORNL)是美国能源部所属最大的科学和能源研究实验室。作为美国曼哈顿秘密计划的一部分，为首先开发出生产和分离钚，橡树岭国家实验室于1943年成立，原称克林顿实验室，2000年4月以后由田那西大学和Battelle纪念研究所合伙管理。20世纪50年代和60年代期间，橡树岭国家实验室是从事核能和物理及生命科学相关研究的国际中心。70年代成立了能源部后，使得橡树岭国家实验室的研究计划扩展到能源产生、传输和保存领域。到本世纪初，该实验室用和平时期同样重要但与曼哈顿计划时期不同的任务支持着美国。橡树岭国家实验室的任务是开展基础

40、和应用的研究与开发，提供科学知识和技术上解决复杂问题的创新方法，增强美国在主要科学领域里的领先地位；提高洁净大量能源的利用率；恢复和保护环境以及为国家安全作贡献。2003年8月1日起，JeffWadsworth担任橡树岭国家实验室现任所长。他是国际上公认的冶金学家曾任位于俄亥俄州首府哥伦布市Battelle纪念研究所的首席执行官，集中从事能源部科学计划、技术转让和国土安全方面的工作。2002年8月到Battelle纪念研究所工作之前，任劳论斯.利弗莫尔国家实验室负责科技的副所长。1980年-1992年，在PaloAlto研究实验室为洛克希德导弹和空间公司工作。2003年，他因在开发先进材料和超

41、塑性，以及在确定大马士革和其他钢种的历史和产地所做出的突出贡献，和在科学上维护国家安全方面的广泛主导作用而被选为美国科学进步协会的会员。橡树岭国家实验室现有雇员3800多人和客座研究人员大约3000人。客座研究人员每年在橡树岭实验室工作2周或更长的时间。其2003财政年度的经费首次超过10亿美元。田那西大学-Battelle纪念研究所每年提供120万美元，用于支持橡树岭地区的数学和科学教育、经济开发和其他项目。橡树岭国家实验室许多科学领域在国际上处于领先地位。它主要从事6个科学领域方面的研究，包括中子科学、能源、高性能计算、复杂生物系统、先进材料和国家安全。橡树岭国家实验室正计划投资3亿美元，

42、为下一代大科学研究提供现代化的场所。经费将由联邦政府、州政府和私营部门提供，用于建造11个新的装置，包括功能性基因组中心、纳米阶段材料科学、先进材料表征实验室和计算科学联合研究所。投资16亿美元的散裂中子源将于2006年竣工，它是世界上最大的民用科学项目届时橡树岭国家实验室将成为世界上首屈一指的中子科学研究中心。瑞士保罗谢勒研究所瑞士国家实验室PSI瑞士保罗谢勒研究所(PaulScherrerInstitute，简称PSI)是瑞士科学和技术的多学科研究中心。在与国内外大学、其他研究机构和工业界的合作中,PSI在固态物理、材料科学、基本粒子物理、生命科学、核与非核能研究及与能源有关的生态学的研究

43、中非常活跃。PSI是瑞士最大的国家研究所，有雇员1200人，是瑞士唯一这种类型的研究所。PSI研究的重点放在基础研究和应用研究，特别是与可持续发展有关的领域和对教育和培训具有重要意义、但超出大学单个系能力的领域。PSI研制和运行需要特别高标准的技术诀窍、经验和专业的复杂研究设施，拥有散裂中子源，瑞士光源(SLS)等大科学装置，是世界上的国内外科学界主要的用户实验室之一。通过它开展的研究，PSI获得新的基础知识，并积极促进其在工业上的应用。例如，PSI的设计人员通过一些特殊的技巧来让SLS所产生的射线的能量达到与欧洲同步辐射装置(EuropeanSynochrotronRadiationFaci

44、lity，简称ESRF)相同的功能，把现有的用来增加X射线密度和扩大波长范围的波动器技术发挥到了极限。尽管这台加速器的周长只有288米，可以产生的电子束能量达到了2.4千兆电子伏特，而成本只有8900万美元，比ESRF建设成本的三分之一还要少。因为量子力学和相对论理论的出现，一个世纪以来人们对400年前伽里略有关宇宙发现的认识一直受到冲击。科学革命在历史上从来没有这样快和戏剧性地改变我们的生活。研究人员通常受好奇心和发现的欲望所驱使，想解释太阳如何运行，想知道所有的原子谱，或了解脑中的图形认知，想了解有关宇宙起源的基本问题和自然界如何运作。研究还喜欢冒险和冲破阻碍。自从很久以前美洲发现以来，阻

45、碍形形色色，再次造访月球的任何人仅需步NeilArmstrong的后尘。PSI开展基础研究，多数由瑞士纳税人的钱支付。我们的令人兴奋的问题和吸引人的项目吸引许多具有奇异思想的人。例如，我们对热超导体是如何工作、一个新的称为黑格子玻色子粒子的存在，或无所不在的摩擦机制感兴趣。为此，我们必须在PSI或其他地方开发新的实验方法譬如像确定蛋白质的结构利用质子治癌，然后用于其他的科技领域。社会仅在100年后从一些发明中受益，但在PSI培养的年轻人出去做生意，并还成立像Sensirion、SwissNeutronics和其他的创新的公司。这需要有一个欢迎企业家的环境-具有低成本资产、最适宜的贸易条件、文化

46、和好的学校。瑞士在这方面当然可以有所提供。我们为高质量的生活付出能源高消费的代价。但是，要为世界上所有的人都提供相同数量的能源，我们缺乏资源。因此，我们的义务是利用我们的知识和能力降低消耗，并寻找资源。PSI在用一种安全、可持续性和对环境友好的方式处理能源资源方面做出重要贡献。质量PSI承诺开展最先进的科学研究，促进和开展交叉学科研究，面向市场，质量领先。用户实验室为自己的利益，PSI在设计、建造和运行大型装置方面与国内外研究界进行合作。研究PSI利用自己复杂的装置在物理、化学、生物、能源技术、环境科学和医学方面开展自己的研究。继续教育和培训PSI与大学密切合作，为雇员提供继续教育和培训。技术

47、转让一一PSI与工业界结成伙伴，促进研究成果转化为新产品、新技术和新工艺。社会方面通过开展具有国内和国际上重要意义问题的研究，培育与大众的公开对话，PSI力争与社会发生关联，并负有解释的义务。PSI的组织结构PSI的科学研究课题广泛：人类与健康(HumansandHealth)研究部生命科学辐射医学实验室放射性药物科学中心生物分子研究实验室新材料和微结构(NewMaterialsandTinyStructures)研究部同步辐射和纳米技术同步辐射实验室(LSY)微技术和纳米技术实验室(LMN)般能源(GeneralEnergy)研究部一般能源(ENE)能源和物质循环实验室(LSK)太阳技术实验

48、室(LST)燃烧研究实验室(LVF)电化学实验室(LEC)大气化学实验室(LAC)核能与安全(NuclearEnergyandSafety)研究部核能与安全(NES)反应堆物理和系统行为实验室(LRS)热工水利学实验室(LTH)材料行为实验室(LWV)废物管理处(LES)最小和最大(Theverysmallestandtheverylargest)研究部粒子和物质(TEM)粒子物理室(LTP)天体物理室(LAP)放射化学室(LCH)离子束物理室(LIP)谬子作为磁微探针(MuonsasMagneticMicroprobes)研究部用中子和谬子研究凝聚态物质凝聚态物质理论室中子散射实验室(LNS

49、)散裂中子源实验室(ASQ)谬子自旋谱学实验室(LMU)低温设备室大型研究装置(LargeResearchFacilities)大型研究装置部(GFA)加速器/发展/运行(ABK)加速器/装置和系统(ABE)技术支持/协调和运行(ATK)后勤部(LOG)七十多年来，美国劳伦斯伯克力国家实验室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory，简称LBNL)在科学与工程研究方面一直处于领先地位。它坐落在山上加州大学伯克力分校的校园内，占地200英亩，俯瞰旧金山湾，是美国能源部所属，由加州大学管理的一个国家实验室。年度经费(FY2004)5亿多美元，现有雇员约3800人，包括5

50、00多名学生。LBNL开展非保密的研究，涉及许多学科，重点开展宇宙、定量生物学、纳米科学、新的能源系统和环境解决方案，以及利用综合计算作为取得发现工具的基础研究。它由17个科学部组成，并负责4个能源部的国有用户装置，请参阅用户装置部分。1931年，ErnestOrlandoLawrence(1901-1958)创建了LBNL。他因发明回旋加速器荣获1939年诺贝尔物理奖。回旋加速器是圆形粒子加速器，它叩开了高能物理的大门。Lawrence确信，通过由具有不同领域专门技术个人组成团队的共同工作，可以开展出色的科学研究。他的团队协力概念是LBNL的遗产，已经在基础知识和应用技术方面产生丰硕成果，并

51、获得许多奖项，包括10个诺贝尔奖6个物理方面的诺贝尔奖，4个化学方面的诺贝尔奖。LBNL的现任所长朱棣文、副所长GrahamFleming、财务总管JeffreyFernandez、主管运行的副所长DavidMcGraw、主管生命和环境科学副所长JoeGray、主管物理科学的副所长PaulAlivisatos、主管计算科学的副所长HorstSimon、主管普通科学的副所长JamesSiegrist。美国纽约州康乃尔大学物理系的基本粒子物理实验室美国纽约州康乃尔大学(CornellUniversity)物理系的基本粒子物理实验室(LaboratoryforElementary-ParticleP

52、hysics，简称LEPP)是世界上著名的加速器物理研究中心之一，它位于纽约州中部芬格湖畔(FingerLakes)风景优美的伊萨卡市(Ithaca)。LEPP主要从事实验物理和理论物理以及加速器物理的研究，现任所长为MauryTigner教授，研究经费主要来源于国家科学基金会。该实验室拥有F.R.Newman以及R.R.Wilson两个实验室。F.R.Newman实验室有教员办公室、LEPP管理部门、LEPP理论组、超导高频组、加工车间和绘图室。R.R.Wilson实验室有CESR(CornellElectron-positronStorageRing)储存环、CLEO探测器和CLEO合作者

53、办公室、CHESS装置以及LEPP电子学车间。Wilson实验室取名于粒子物理的先驱威尔逊教授(RobertR.Wilson，1914-2000)。1934年，康乃尔大学利用回旋加速器开始从事实验粒子物理研究。带电粒子从机器中心进行离心旋转，它由作为研究生帮助ErnestO.Lawrence在加州大学伯克利分校建造第一台这样机器的M.StanleyLivingston建在洛克菲勒大堂内。康乃尔回旋加速器将质子加速到0.5MeV。二次大战后不久，康乃尔大学的核研究实验室和Newman实验室相继成立。在Wilson教授的领导下，实验室的师生员工在地下室建造了第一台康乃尔电子同步加速器，将电子加速到

54、300MeV，为康乃尔第一台粒子加速器的600倍。1949年，康乃尔核研究实验室在世界上第一个成功地将束流储存在同步加速器里。二十世纪五十和六十年代：同步加速器时代1952年，第八任校长DaleCorson利用300MeV同步加速器对同步加速器功率首次进行精确测量。1953年，PaulHartman利用300MeV同步加速器首次对同步加速器光谱进行精确测量。1954年，康乃尔建造了世界上第一台强聚焦的1GeV电子同步加速器，并在康乃尔300MeV同步加速器上建造了第一条专用同步辐射光束线。到五十年代中，在第一台康乃尔同步加速器进行的粒子物理实验提出一些只有用更高能量的电子束流才能解决的重要问题

55、。幸运的是，发明了新的技术，比较经济地解决了这一问题。第二台电子同步加速器的峰值能量为1200MeV，轨道半径3.8米，六十年代初被半径7米能量为2200MeV的同步加速器所取代。1961年PeterJoos利用1GeV同步加速器首次对辐射极化进行测量。1965年，MauryTigner发表第一篇提出粒子加速器中能量回收的论文。1968年，康乃尔10GeV电子同步加速器在运动场地下建造。二十世纪七十年代：同步加速器体积增加同步加速器体积的不断增加，导致六十年代末建造了一座新的大楼-威尔逊实验室和半英里长的地下圆形隧道，以安放1GeV同步加速器(与采用直线加速器方法的斯坦福直线加速器中心所用的概

56、念不同)。因为经济原因，该机器的设计首先采用了从此世界上其他加速器拷贝的新颖建造技术。即使能量提高了，七十年代也该再次提高能量。然而，增加环尺寸的费用是昂贵的。1975年超导高频技术首次用于高能物理圆形加速器，超导高频腔插入10GeV同步加速器中。1979年康乃尔调试质心能量为10.6GeV的正负电子对撞机-康乃尔电子储存环(CESR)，和CLEO高能物理探测器。1979年在原同步加速器隧道内建康乃尔高能同步加速器源CHESSX射线装置。1979年CESR和CLEO在9.4-10.4GeV质心能量范围内看到3个bb夸克束缚态共振峰。到七十年代末，从其他的实验室大量了解到有关加速高流强粒子束流，

57、并使它们在高能轨道中运行数小时的情况。这样做的方法是建正负电子储存环，这是提高威尔逊实验室研究能力最节省费用的方法。康乃尔储存环(CESR)沿10GeV同步加速器建在同一隧道里，1979年开始为物理实验运行。同时成立了CLEO合作组(称为CLEOI)，初期由康乃尔大学、哈佛大学、罗彻斯特大学、Rutgers大学、Syracuse大学和Vanderbilt大学的物理学家组成。第一台CLEO探测器大约有1200吨铁。二十世纪八十年代：康乃尔运行CHESS1978和1980年之间，康乃尔同步加速器源CHESS被研制出来。它是作为研究X射线以使所有科学而不仅是粒子物理受益的同步加速器而建造的。1982

58、年,CESR最后运行单束团，吏单正负电子束团对撞。1983年RaphaelLittauer教授提出麻花状轨道，增加CESR中的束团数量，来提高亮度的想法。CESR安装了高流强注入器，使得大量聚束的粒子运行。到1983秋，CESR中有3个正负电子束团运行。1984年夏，CESR开始7束团/束流的运行。同年，CESR进行改进，插入了2块四极磁铁。通过使这2块磁铁彼此之间相距2米，亮度增加了4倍。还是在这一年，普渡大学的MichaelRossman博士利用CHESS研究感冒病毒。1988年，CESR在bD共振区处于世界领先，正负电子对撞机的亮度创了记录，达1032s_1Cm-2。CLEO升级为CLE

59、OII，包括桶和端盖量能器中30吨搀杂铊的碘化铯。ACHESS也进行了扩展，CHESS东安装了1块新的永久扭摆磁铁。同年，KarlBerkelman教授接任核研究实验室所长。卡内基-梅隆大学、佛罗里达大学、堪萨斯大学、俄克拉荷马大学、普渡大学和纽约州立大学奥尔巴尼分校的物理学家加入CLEO的研究。核研究实验室雇佣员工180人，运行经费为800万美元。二十世纪九十年代：更大更好1990年，核研究实验室的运行经费为1400万美元。1994年CESR进行改进，包括部分安装了新的经典分离器和一个新的数字束流反馈系统。1994年夏，开始9个束团的运行。翌年，因为CLEO安装新的硅顶点探测器和改进环本身基

60、本原理的束流-电流/热-能力CHESS的能力，威尔逊实验室的实验计划暂停。2000年和以后：继承传统2000年，威尔逊实验室安装了CLEOIII,CHESS东和CHESS西，许多大学的合作继续进行。2000年1月6日，RobertWilson不幸逝世，享年85岁。他在粒子物理方面开拓性的思想在威尔逊同步加速器实验室将继续发扬光大。由于SLAC和KEK“B工厂的加速器亮度已经超过了CESR,CESR决定改变物理方向，将加速器运行在3-5GeV的J/屮能区，CESR将新的研究计划命名为CESR-c。2003年，CESR安装6块超导扭摆磁铁后，使其能量降到质心能量3.76GeV,从而成为世界上第一个