历史实验室

1历史上最美丽的十大物理实验

最简单的仪器和设备，发现了最根本、最单纯的科学概念，这些“抓”住了物理学家眼中“最美的”科学之魂的实验，就像是一座座历史丰碑一样，人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空，对自然界的认识更加清晰。

罗伯特·克瑞丝是美国纽约大学石溪分校哲学系的教员、布鲁克海文国家实验室的历史学家，他最近在美国的物理学家中作了一次调查，要求他们提名历史上最美丽的科学实验。9月份出版的《物理学世界》刊登了排名前10位的最美丽实验，其中的大多数都是我们耳熟能详的经典之作。

令人惊奇的是这十大实验中的绝大多数是科学家独立完成，最多有一两个助手。所有的实验都是在实验桌上进行的，没有用到什么大型计算工具比如电脑一类，最多不过是把直尺或者是计算器。

从十大经典科学实验评选本身，我们也能清楚地看出2000年来科学家们最重大的发现轨迹，就像我们“鸟瞰”历史一样。 《物理学世界》对这些实验进行的排名是根据公众对它们的认识程度，排在第一位的是展示物理世界量子特征的实验。

但是，科学的发展是一个积累的过程，9月25日的美国《 》根据时间顺序对这些实验重新排序，并作了简单的解释。 埃拉托色尼测量地球圆周长 古埃及的一个现名为阿斯旺的小镇。

在这个小镇上，夏日正午的阳光悬在头顶：物体没有影子，阳光直接射入深水井中。埃拉托色尼是公元前3世纪亚历山大图书馆馆长，他意识到这一信息可以帮助他估计地球的周长。

在以后几年里的同一天、同一时间，他在亚历山大测量了同一地点的物体的影子。发现太阳光线有轻微的倾斜，在垂直方向偏离大约7度角。

剩下的就是几何学问题了。假设地球是球状，那么它的圆周应跨越360度。

如果两座城市成7度角，就是7/360的圆周，就是当时5000个希腊运动场的距离。因此地球周长应该是25万个希腊运动场。

今天，通过航迹测算，我们知道埃拉托色尼的测量误差仅仅在5%以内。（排名第七） 伽利略的自由落体实验 在16世纪末，人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落得快，因为伟大的亚里士多德已经这么说了。

伽利略，当时在比萨大学数学系任职，他大胆地向公众的观点挑战。著名的比萨斜塔实验已经成为科学中的一个故事：他从斜塔上同时扔下一轻一重的物体，让大家看到两个物体同时落地。

伽利略挑战亚里士多德的代价也许使他失去了工作，但他展示的是自然界的本质，而不是人类的权威，科学做出了最后的裁决。（排名第二） 伽利略的加速度实验 伽利略继续提炼他有关物体移动的观点。

他做了一个6米多长、3米多宽的光滑直木板槽。再把这个木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究它们之间的关系。

亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的；铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。伽利略却证明铜球滚动的路程和时间的平方成比例：两倍的时间里，铜球滚动4倍的距离，因为存在恒定的重力加速度。

（排名第八） 牛顿的棱镜分解太阳光 艾萨克·牛顿出生那年，伽利略与世长辞。牛顿1665年毕业于剑桥大学的三一学院，后因躲避鼠疫在家里呆了两年，再后来顺利地得到了工作。

当时大家都认为白光是一种纯的没有其他颜色的光（亚里士多德就是这样认为的），而彩色光是一种不知何故发生变化的光。 为了验证这个假设，牛顿把一面三棱镜放在阳光下，透过三棱镜，光在墙上被分解为不同颜色，后来我们称作为光谱。

人们知道彩虹的五颜六色，但是他们认为那是因为不正常。牛顿的结论是：正是这些红、橙、黄、绿、青、蓝、紫基础色有不同的色谱才形成了表面上颜色单一的白色光，如果你深入地看看，会发现白光是非常美丽的。

（排名第四） 卡文迪许扭矩实验 牛顿的另一伟大贡献是他的万有引力定律，但是万有引力到底多大？ 18世纪末，英国科学家亨利·卡文迪许决定要找出这个引力。他将两边系有小金属球的6英尺木棒用金属线悬吊起来，这个木棒就像哑铃一样；再将两个350磅重的铅球放在相当近的地方，以产生足够的引力让哑铃转动，并扭动金属线。

然后用自制的仪器测量出微小的转动。 测量结果惊人的准确，他测出了万有引力恒量的参数，在此基础上卡文迪许计算地球的密度和质量。

卡文迪许的计算结果是：地球重601024公斤，或者说13万亿万亿磅。（排名第六） 托马斯·杨的光干涉实验 牛顿也不是永远正确。

在多次争吵后，牛顿让科学界接受了这样的观点：光是由微粒组成的，而不是一种波。1830年，英国医生、物理学家托马斯·杨用实验来验证这一观点。

他在百叶窗上开了一个小洞，然后用厚纸片盖住，再在纸片上戳一个很小的洞。让光线透过，并用一面镜子反射透过的光线。

然后他用一个厚约1/30英寸的纸片把这束光从中间分成两束。结果看到了相交的光线和阴影。

这说明两束光线可以像波一样相互干涉。这个实验为一个世纪后量子学说的创立起到了至关重要的作用。

（排名第五） 米歇尔·傅科钟摆实验 去年，科学家们在南极安置一个摆钟，并观察它的摆动。他们是在重复1851年巴黎的一个著名实验。

1851年法国科学家米歇尔·傅科在公众面前做了一个实。

2世界有哪些著名的实验室

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（KOnnes）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、 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 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磨擦，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。 六、贝尔实验室 贝尔实验室原名贝尔电话实验室，成立于1925年，是一所最有影响的由工业企业经营的研究实验室。

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。

在这个研究机构中拥有一大批高水平的科研人员，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。 贝尔实验室的经验很值得注意。

工业企业对科学研究，特别是对基础研究的重视；开发和研究二位一体；领导有远见有魄力，善于抓住有生命力的新课题，这些都是有益的经验。 七、IBM研究实验室 IBM是International Bisiness Machines Corporation（美国国际商用机器公司）的简称，现已发展成为跨国公司，在计算机生产与革新中居世界领先地位。

它创建于1911年，原名puting-Tabulating-Recording Co(CTR)，是由三家生产统计机械、时间记录器的公司组成。这些公司分别创建于1889、1890、1891年。

1984年底，IBM公司的雇员超过39000人，业务遍及130个国家。 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），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）在美国纽约的Thomas JWatson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。

3天津师范大学历史文化学院的历史文化学院实验室简介

历史文化学院实验室经学校批准2006年3月成立。

实验室下设模拟导游实验室、文物鉴定与修复实验室、字画装裱及修复实验室、课件制作中心等，总面积约500平方米。主要面向历史学、旅游管理和博物馆学3个专业开放，同时也向其它相关专业开放。实验室共有设备350余台件，价值约250万元，其中万元以上设备61台套。

模拟导游实验室和网络机房，分别设在兴文楼C506室和C508室，面积共约360平方米，其中计算机台数100余台，P4以上配置约占98%，摄录编设备现已达到专业高清水平。主要开设的本科实验课程有计算机辅助历史教学、模拟导游等。

文物室设在兴文楼C509-516室，面积共约240平方米，藏有石器、玉器、陶器、青铜器、瓷器及书画等各类文物1800余件，主要用于历史学和博物馆学专业教学和研究。开设的本科实验课程有字画修补与装裱、古玩杂项鉴赏与评估、珠宝玉石鉴定等。

课件制作中心负责全院教学课件和网络课程开发、制作及网站维护。学院开发的多媒体课件和网络课程已达30余门，其中获国家级奖1项、市级奖2项、校级奖4项。

4历史上的8个疯狂实验是什么

某位大神说过：实践是检验真理的惟一标准。

而实验就像开仗，一旦交锋，所有的预先设计都将化为乌有。疯狂本身并不是目的，但它却验证了人类的求知欲…… 1 1600年：秤盘上的生活 倘若早年就有《吉尼斯世界纪录》，圣多里奥必定位列其中：这位帕多瓦的著名医生在秤盘上度过的时间之长无人能及。

工作台、椅子、床——他的所有一切都通过绳索与房顶上的天平装置相连接。通过这种方式，圣多里奥30年间孜孜不倦地记录着自身体重的点滴变化。

从所进食的食物的重量，到所排泄的废物的重量，他都称量记录。他将这些关于人类身体功能的实验结果发表在自己的《静态医学医疗术》中，这本书被今人奉为经典。

其中最著名的论断关乎一个惊人的事实：人们所排泄的大小便仅占所进食的食品重量的很小一部分。如果一个人一天进食8磅肉和饮料，有5磅都在不被察觉的情况下蒸发掉了。

这种看不见的蒸发首先是排汗。圣多里奥是第一个测定这一重量的人，也由此成为量化实验医学的鼻祖。

在这之前医生们还仅是通过描绘来记录。 2 1620年：由水生木 范·黑尔蒙特是最后一个炼金术士，又是第一个化学家，他的世界观是魔法与科学的结合体。

他在实验室里研究气体，观察物质发酵。“如果用一件脏衬衣堵住装满小麦种子的容器的缝隙，大约21天之后，气味发生变化，腐烂物会浸入小麦壳，由此将小麦变为老鼠。”

他自何时起拿上锄头开始柳树实验，已无从知晓。他深信所有物质——石、土、动物、植物最终都由水生成。

该实验正是要在植物身上验证这种假定。他种下柳树，5年后把它从土中拔了出来，对土和柳树分别称重：这期间泥土只减重2盎司，而树木则重169磅零3盎司，增加为原始重量的30多倍。

范·黑尔蒙特从中得出了在当时认识条件下唯一合理的结论：“164磅的木质、树皮以及根系都只来源于水。”因为除了定期给小树浇水，他没再做过什么。

他的想法启发了很多学者，后来人们知道他的阐述并不完全正确：植物成长不仅需要水，还需要空气、光和地面上的少量物质。他的实验为一个神秘过程的探究开了先河，而这一过程就是后人所称的“光合作用”。

3 1783年：会飞的羊 1783年9月19日，第一批乘客——一只羊、一只公鸡和一只鸭子搭乘热气球升到了空中。地点：凡尔赛宫。

约瑟夫和艾蒂安的第一次热气球实验灵感缘何而来，不得而知。可以肯定的是，约瑟夫尝试着通过把燃烧产生的烟引入纸袋中，“将一团云锁进一个口袋里，借助云的上升力量把口袋推向空中。”

艾蒂安相信，他找到了推动气球上升的理想气体——一种气味难闻的烟。事实上，是空气加热后膨胀，较之同体积温度更低的空气，重量要轻。

12时，艾蒂安在平台下开始点火。这只18米高的气球带着柳筐中的羊、鸡和鸭子升到了440米高空。

到场的成千观众，惊讶地注视着这个空中飞行物，欢呼声鹊起。8分钟后，气球平稳降落到离起飞地点3公里远的地方，一截树枝划到了这架飞行器，撞开了柳筐，动物们跑了出来。

人们发现羊在不远处草地上安详地吃草，鸭子也健康状况良好，只有公鸡的右翅膀受伤了。不久，看到公鸡受伤的证人报告了当时的情况：“它翅膀受伤是因为半小时前被羊踩过。”

一个月后，1783年10月15日，第一个人登上了气球。 4 1901年：教室里的谋杀实验 枪声在7时45分响起，柏林大学犯罪侦查学的课堂上，两个人吵架，其中一个拔枪朝另一个射击。

观众不知道，这只是一支玩具手枪，这场表演是德国心理学家斯特恩的一个实验场景。 斯特恩注意到，大多数人的记忆状况并不理想，而记忆的可靠性对于法庭工作尤为重要。

枪手开火后，在场的15个“年长的大学生”或候补官员就发生的事提供笔头或口头的目击报告。3个人是在当天晚上或者事发第二天，9个人在1周之后，3个人在事隔5周之后。

没有一个人可以回忆起划分成的15个片段的所有细节，出错率在27%~80%。和预想的一样，很多证人无法准确回忆起当事人的话，甚至有几个证人杜撰了本没发生过的情境。

证词可靠性偏低引发了法学界的激烈讨论。斯特恩主张，专家应该介入举证环节，对庭审中证词可信度的判断提供建议。

5 1901年：灵魂重21克 按照美国医生麦克杜格尔的离奇逻辑，如果灵魂的功能在死亡后继续存在，那么在生命体中，它必定占有一席之地。并且因为依照“最新的科学理论”，所有占有空间的物体都有一定重量，可以通过“对死亡过程中的人进行称重”来确定灵魂的状态。

于是他制造了一架精密天平：一张吊在一架支座上的床，测量床及床上物体的总重量，数值可以精确到5克。 最好的被试验者是结核病人，其弥留之际将会“看上去几乎是静止的”。

1901年4月10日17点30分，第一位垂死者被麦克杜格尔放上了他的灵魂天平。3小时40分钟后，“他咽下了最后一口气。

伴随着他的死亡，天平的横杆顶到了上部的卡尺处，声音清晰可闻”。麦克杜格尔必须再加2美元硬币，才能让天平重回平衡。

这是21克。 后面的5个实验对象描绘了一幅让人迷惑的图景：有两次测量无效；有一次死亡后重量下降并保持稳定；有两次重量下降，而后又上升；。

5实验室认可的来源（历史）

20世纪40年代，澳大利亚由于缺乏一致的检测标准和手段，无法为二次世界大战中的英军提供军火，为此着手组建全国统一的检测体系。1947年，澳大利亚首先建立了世界上第一个检测实验室认可体系——国家检测权威机构协会（NATA）。1966年，英国建立了校准实验室认可体系——大不列颠校准服务局（BCS）。此后，世界上一些发达国家纷纷建立了自己的实验室认可机构。

1973年，在当时关贸总协定（GATT）R 《贸易技术壁垒协定》（TBT协定）中采用了实验室认可制度。1977年，在美国倡议下成立了论坛性质的国际实验室认可会议（ILAC），并于1996年转变为实体，即国际实验室认可合作组织（ILAC）。

“认可”一词“accreditation”的传统释义为：甄别合格、鉴定合格、公认合格（例如承认学校、医院、社会工作机构等达到标准）的行动，或被甄别、鉴定、公认合格的状态。与此类似，ISO/IEC指南2:1996年将认可定义为：权威机构对某一机构或个人有能力完成特定任务做出正式承认的程序。

引伸到实验室认可，其定义为：由权威机构对检测/校准实验室及其人员有能力进行特定类型的检测/校准做出正式承认的程序。所谓的权威机构，是指具有法律或行政授权的职责和权力的 或民间机构。这种承认，意味着承认检测/校准实验室有管理能力和技术能力从事特定领域的工作。由此可知，实验室认可的实质是对实验室开展的特定的检测/校准项目的认可，并非实验室的所有业务活动。

在最近的ISO/IEC17011:2004《合格评定——对认可合格评定机构的认可机构的通用要求》中对认可给出了最新的定义：正式表明合格评定机构（合格评定机构是指提供下列合格评定服务的组织：校准、检测、检查、管理体系认证、人员注册和产品认证）具备实施特定合格评定工作的能力的第三方证明。延伸到实验室认可，即是正式表明检测/校准实验室具备实施特定检测/校准能力的第三方证明。

6国家重点实验室的历史沿革

为支持基础研究和应用基础研究，1984年原国家计委组织实施了国家重点实验室建设计划，主要任务是在教育部、中科院等部门的有关大学和研究所中，依托原有基础建设一批国家重点实验室。

1984-2009年，国家重点实验室走过了起步阶段和发展阶段，正在进入提高阶段。

一、起步阶段（1984年-1997年）：建成155个国家重点实验室，探索管理体制和运行机制。

建成一批基础研究实验研究基地。1984-1993年，国家利用科技三项经费投资91亿元，立项建设了81个国家重点实验室，重点在基础理论研究方面进行了布局；1991-1995年，国家利用世界银行贷款投资8634万美元和178亿元，又立项建设了75个国家重点实验室，重点在应用基础研究和工程领域进行了布局。两批重点实验室建成，形成了国家重点实验室计划初步框架。

国家经费支持：1989年原国家科委设立“重点实验室运行补助费专项”，补助实验室的日常运转和对外开放。1995-1997年，原国家计委对67个国家重点实验室进行了仪器设备更新改造。

建立评估制度：1990年开始，原国家计委和原国家科委分别委托国家自然科学基金委，对国家重点实验室进行评估。1994-1997年，原国家计委和国家科委共同委托国家自然科学基金委分领域统一评估国家重点实验室，并分别予以设备更新经费和运行补助经费资助。

二、发展阶段（1998年-2007年）：规范和改进国家重点实验室的管理，探索新的实验室建设类型。

科技部规范了“发布指南、部门推荐、专家评审、择优立项”的国家重点实验室新建程序，在国家重大需求领域和新兴前沿领域新建了88个实验室，同时淘汰了17个运行较差的实验室，建立了“优胜劣汰”的竞争机制。此外，根据实验室发展形势与时俱进修订实验室建设与管理办法，加强实验室管理。尤其对实验室评估规则进行了较大的修改，强调质量、定性评价、整体评价等指导思想，取消定量指标，引导实验室出重要原始性创新成果。

2000年开始，在国家重点实验室工作基础上推动学科交叉、综合集成的国家实验室（试点）工作。

2003年，为带动地方基础研究和基地建设，开展了省部共建国家重点实验室培育基地工作。

2006年，为加强国家技术创新体系建设，开展了依托企业和转制院所建设国家重点实验室的工作。

截至2007年底，正在运行的国家重点实验室258个（其中企业国家重点实验室38个），试点国家实验室6个，省部共建国家重点实验室培育基地44个。这些研究实验基地基本覆盖了基础研究的重点学科领域，学科布局和结构布局基本合理。

三、提高阶段（2008年--）：专项经费的设立标志着国家重点实验室进入了新的发展阶段。

2008年3月，科技部和财政部联合宣布设立国家重点实验室专项经费，从开放运行、自主选题研究和科研仪器设备更新三方面，加大国家重点实验室稳定支持力度。

2007年经费14亿元，2008年近20亿元，2009年预计达到25亿元。专项经费的设立，有利于营造宽容失败、摒弃浮躁、潜心研究的科研环境，是国家重点实验室又好又快发展的重要保障，标志着国家重点实验室工作进入了新的发展阶段。

7天津师范大学历史文化学院的历史文化学院实验室简介

历史文化学院实验室经学校批准2006年3月成立。

实验室下设模拟导游实验室、文物鉴定与修复实验室、字画装裱及修复实验室、课件制作中心等，总面积约500平方米。主要面向历史学、旅游管理和博物馆学3个专业开放，同时也向其它相关专业开放。实验室共有设备350余台件，价值约250万元，其中万元以上设备61台套。

模拟导游实验室和网络机房，分别设在兴文楼C506室和C508室，面积共约360平方米，其中计算机台数100余台，P4以上配置约占98%，摄录编设备现已达到专业高清水平。主要开设的本科实验课程有计算机辅助历史教学、模拟导游等。

文物室设在兴文楼C509-516室，面积共约240平方米，藏有石器、玉器、陶器、青铜器、瓷器及书画等各类文物1800余件，主要用于历史学和博物馆学专业教学和研究。开设的本科实验课程有字画修补与装裱、古玩杂项鉴赏与评估、珠宝玉石鉴定等。

课件制作中心负责全院教学课件和网络课程开发、制作及网站维护。学院开发的多媒体课件和网络课程已达30余门，其中获国家级奖1项、市级奖2项、校级奖4项。