第一個現代物理實驗室
19世紀末,物理學進人了一個新的發展時期,推動物理學發展的物理實驗,同時從經典物理學發展時期以個人為主輔以簡單儀器進行研究的形式,發展到近代物理學研究中集體分工合作並配備高級精密儀器的形式。這種發展,導致現代物理實驗室的出現。
最早的現代物理實驗室是英國的卡文迪許實驗室。不少人以為這個實驗室是著名的英國科學家、引力常數的測定者、確定水的組成並發現氫氣的亨利·卡文達許建造的,其實不是這麼回事。當卡文迪許實驗室建成時,亨利·卡文迪許離開人間已有半個多世紀了。卡文迪許實驗室是在英國公爵德馮夏爾·卡文迪許的資助下建成的。這位同姓的公爵是亨利·卡文迪許的親戚。
卡文迪許實驗室於1872年破土動工,兩年後就在劍橋自由學校巷裏建成。說也奇怪,這個物理實驗室竟是在一位著名的理論物理學家——麥克斯韋的領導下籌建的,他還是它的第一任主任。為了給實驗室增添儀器,麥克斯韋拿出了自己不多的積蓄。
卡文迪許實驗室它不僅出成果,而且出人才。許多有成就的物理學家都曾在這裏受到過現代物理學的熏陶。領導卡文迪許實驗室的都是成就輝煌、赫赫有名的現代物理學大師。繼麥克斯韋之後,任卡文迪許實驗室主任的有:現代聲學和光學的奠基人瑞利,電子的發現者J·J·湯姆遜(他在28歲時就當上了主任),現代原子核物理學之父盧瑟福,以科學研究組織工作見長的W·L·布拉格,現代固體物理的先驅莫特。除麥克斯韋之外,都是諾貝爾獎金獲得者。
第一條大西洋電纜
1866年,橫越大西洋的第一條電報電纜鋪設成功。對於菲爾德的想象力和固執的追求來說,這是一個最高的獎賞。
新英格蘭出生的賽勒斯·w·菲爾德是紐約一位非常成功的紙類批發商。1852年,當他33歲時,他攜帶巨資離開了自己所從事的行業。1854年,他對自己是否有能力支付大西洋電纜的費用感到困惑。
他先是寫信給實用電報最早的發明者塞纓爾·F·B·莫爾斯,隨後寫信向國家氣象台的馬修·方丹·莫裏請教。莫裏是當時第一流的海洋學專家。莫裏告訴菲爾德,對北大西洋最新的考察表明,在紐芬蘭和愛爾蘭之間有幸存在著海底高原,它似乎是“為了托住海底電報線路而特別安置在那裏的”。
菲爾德對這個鼓舞人心的消息感到萬分欣喜,連忙著手籌集資金。他說服人的本領一定是非常大的,因為在這一年裏,英國海軍答應幫他勘測線路和運電纜,英國政府同意每年撥出14000美元的補貼,直到工程完工。他從民間渠道爭取財政支持的努力也很成功。
然而,他自己的同胞卻對此項計劃缺乏熱情。不管怎麼說,1857年5月,國會總算勉強通過一項法案,批準每年給予一定的補貼,並撥一條船協助運電纜。
在英格蘭,電纜匆匆投入生產,並於1857年7月完工。電纜每公裏重621公斤。英國的阿伽門農號船和美國的尼亞加拉號負責拖運電纜。
8月6日,兩條船由愛爾蘭海岸的瓦倫西亞灣啟航。計劃是:美國船把它載的電纜鋪到海中央,然後接上英國船上的電纜由英國船繼續完成向西敷設到紐芬蘭的另一半路程。但是,兩條船所使用的放電纜裝置在技術上是不成熟的。駛出539公裏時,尼亞加拉號施放的電纜被拉斷了,價值50萬美元的電纜驟然落入海底,兩條船隻好帶著剩餘的電纜返回愛爾蘭。
第二次敷設電纜的嚐試是在1858年6月。這次采取的步驟與上次不同,兩條船先在大西洋當中會合,把各自攜帶的電纜一頭與對方的相接,然後分頭向相反的方向出發:尼亞加拉號駛向紐芬蘭,阿伽門農號駛向瓦倫西亞灣。然而,第二次努力像第一次那樣遭到慘敗。在電纜三處破裂之後,兩條船返回了瓦倫西亞灣。