实验室的早期历史

最早的物理实验往往是在私人住宅中进行的，研究者经常把自己的住房的一部分当作科学研究的场所。伽利略时代已经有比较正规的实验研究，伽利略本人也做过许多物理实验，但他没有明确提到他有自己的实验室。1592−1610年他在意大利的珀都亚曾经在自己的家里建立了一间小作坊，甚至雇用了一名技术熟练的工人在家制作他设计的“军用几何比例规”，还制作过最早的天文望远镜。据说，伽利略在《两门新科学》（1638年出版）中描述的许多实验就是当年在这里做的。
     如果真是这样，伽利略的实验室可谓最早的物理实验室了。英国的玻意耳测量气体体积随压强变化的关系要用到一根长管子。据记载，由于管子太长，室内无法周转，只好拿到住宅的楼梯上进行实验。牛顿的白光色散实验是在他剑桥大学的住房中做的。美国的富兰克林在做了风筝实验之后，又在家里竖立了一根绝缘的铁杆准备进行空气带电试验。他们都没有利用职位之便在所在机构建立专门的实验室。胡克也许是建立物理实验室的先驱。他当过玻意耳的助手，在玻意耳的建议下，1662年胡克当了英国皇家学会的仪器馆长，负责设计仪器装备，每周向皇家学会的例会提供三四个有意义的实验。不过他的工作并没有得到延续，1703年胡克去世后，皇家学会实验室也逐渐衰败。
     实验室作为一个进行实验的专门场所或建筑物，并不是最先从物理学开始的。化学实验室和天文学观测站比物理实验室早得多。Laboratorium一词在德文中原来意味着化学实验室。中世纪有炼金术和占星术的实验室，当时为了求得长生不老的药物和找到金属嬗变的秘诀，炼丹师颇为活跃。例如在巴黎卢浮宫的画廊上就有一幅名画描绘16世纪的一间化学实验室，其实是“炼金”实验室，这是一间豪华的地下室，地面上摆满了蒸馏器、坩埚和甑。
     在18世纪乃至19世纪以前，这类实验室几乎毫无例外都属于个人所有，设在私人住宅的地下室，有的甚至就设在厨房的一角。瑞典著名化学家贝采利乌斯（Berzelius）的私人实验室就设在他家的厨房里，一个人单独工作，也乐于接受学生来学习，不过每年只限于一个，他还常接纳化学家的访问，有的人甚至留了下来一起作实验研究，成了他的帮手。为什么物理学会落后于化学呢？这是因为，化学更直接地为实际生活所需要，化学知识对冶金是必不可少的；另一方面，是因为化学实验的花费较少，只需要一些瓶瓶罐罐，化学试剂一般比较便宜，而物理仪器则甚为昂贵。
     当年空气泵、温度计和望远镜都属于高级奢侈品，平常人家是买不起的。近代化学的奠基人很重视实验室的建设。俄国的罗蒙诺索夫说服了俄国科学院在彼得堡于1748年建立了一所装备精良的实验室。在那里进行有关化学的冶金学的以至于光学和电学的研究，不过他的影响没有超出俄国。著名化学家拉瓦锡（Lavoisier）于1776—1792年在巴黎兵工厂建立的实验室装备优良，对科学界影响较大。富兰克林和瓦特都曾访问过这所实验室。1818年盖−吕萨克也在那里建立了实验室，使后来李比希（J.Liebig，1803—1870）有机会做了许多化学实验。李比希原来在德国的波恩从事化学分析，对当时德国化学的分析技术很不满意，后得奖学金前往巴黎学习，在盖−吕萨克的实验室里收获极大，1824年李比希到基森（Giessen）大学任教，建立了一所用于研究和教学的实验室。
     他的管理方法为后人树立了样板，他自己是这样描述的①：“实验室中真正的教学只为初学者安排，由实验室助手负责。我的特殊学生（按：相当于现在的研究生）的进步则完全靠他们自己。我布置任务并且督促任务的执行，就象一个圆的半径有其公共的圆心一样。我不作具体指导，每天早晨从每个人那里收到一份报告，报告各自在前一天做了什么以及对所从事的工作的看法，我则加以肯定或作些评论。每个人都按自己的进程工作，通过相互联系、经常性的交换意见和参加其他人的工作，他们互相学习。冬季我每周两次对当时最重要的问题作些综述，把我自己的工作以及他们的工作再加上其他化学家的研究综合在一起作一报告”。
     李比希的成功主要在于得到了公众资助，使他有可能聘请实验室职员，并且有足够的经费采购实验所需的器材物品。他的实验室规模比瑞典贝采利乌斯的私人实验室要大得多。在李比希的努力下，吉森大学的化学实验室闻名于欧洲，慕名而来的学生聚集在他周围，研究成果不断涌现。很快在杜宾根、波恩和柏林等地也按这一模式建起了类似的实验室。其实，跟李比希相似的想法在英国也有人提出过，但因得不到支持而落空。后来英国的阿尔伯特亲王听取了李比希的建议，在 1845年建立了皇家化学学院，并由李比希的学生霍夫曼（A.W.Hofmann）提任院长。这所学院进行过许多英国急需解决的重大化学研究课题，但因政府支持不力，工作开展不大顺利。
     20年后合并到了皇家矿业学校。英国另一所著名的实验基地叫英国皇家研究所，原来也是化学实验室，由伦福德创建于1800年，其宗旨是进行科学知识的普及。由于戴维和法拉第的工作，这一研究所享有盛名。众所周知，在这个研究所里，法拉第以毕生精力研究了各种电化学和电磁现象，发现了电解定律、电磁感应和磁光效应。