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剑桥大学自然学科的发展的分析介绍

时间:2024-11-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:在1870年以后,通过剑桥大学两代人的努力,自然科学的发展不仅丰富了自然科学知识,而且令剑桥大学在世界学术界就享有了很高的声望。剑桥大学所有荣誉学位考试的最早根源都是源自于数学方面。数学和其他学科的关系也变得越来越清晰,数学的迅速发展推动着剑桥大学自然科学的发展。(二)地质学地质学在剑桥大学发展较早,并且取得了辉煌的成就。

三、自然学科的发展

自17世纪牛顿时代起,剑桥大学就涌现出了很多优秀的科学家,并产生了大量的科学发现和研究成果,直接推动了人类自然科学的发展。在1870年以后,通过剑桥大学两代人的努力,自然科学的发展不仅丰富了自然科学知识,而且令剑桥大学在世界学术界就享有了很高的声望。以数学为代表的自然科学的发展,推动了其他学科在相关领域内的发展,产生了一大批优秀的科学家,这些自然学科在当时看来,就是“科学必须作为一门有着无限财富的学科的解释”,并且,在有识之士的倡议和监督下,剑桥大学先后建立了著名的新博物馆(NewMuseums Site)以及卡文迪什实验室等具有世界一流水平的研究所,成功地站在了世界科学研究的前沿。

(一)数学

数学荣誉学位考试在剑桥大学最初设于1851年,但最初荣誉学位考试只是限于学士考试中,即在数学和文学方面已经取得分数的学生。从1861年起,数学荣誉学位考试开始面向全体学生开放。直到19世纪70年代,它仍然吸引着学生的参考。1881年至1882年,新的规定将荣誉学位考试分为两个部分,由此导致了人数的迅速增加。1881年,参加荣誉学位考试的有54个男生和6个女生。从1883年起,数学荣誉学位考试每年都有更多的毕业生参加,当然,这一人数上的扩张很大程度上归功于1979至1900年医学院的迅速发展。1861年时剑桥大学本科生参考的人数不足2%,到1880年这一数字已经翻倍,至1910年已达到18%,大约有200个男生和10~20个女生参加。

剑桥大学所有荣誉学位考试的最早根源都是源自于数学方面。从18世纪末到19世纪,数学在剑桥大学一直都是学科的基础,不仅是自然科学的发源地,而且是荣誉学位考试的创始者,这也为以后剑桥大学在自然科学方面取得的举世瞩目的成就做了最好的铺垫。然而,在19世纪末20世纪初,数学荣誉学位考试丧失了它的卓越地位——它逐渐地衰落了,尤其是在数学领域。但在很大程度上是由于学科的发展,许多曾经是数学领域的科目都变成其他诸如物理学和化学了。例如,当时著名的生物学家威廉·贝特·哈代(William Bate Hardy)1913年给剑桥大学生理学专业作了一次演讲,就充分地显示出以数学为基础的自然科学发展的优势。他在胶态化学和物理摩擦方面所做出的贡献闻名于世,除兴趣所致外,主要是他日益认识到,将来的道路就像英国科学家李约瑟所主张的那样,是建立在原子和分子上的研究,因而数学就是基础。

19世纪末,在理论数学和应用数学之间就有一个清楚明白的划分,每一个研究领域都设有教授职位,已经具备了以数学为基础的其他学科发展的前景。在20世纪中期,这种自然科学发展变迁的速度已经加速了,在20世纪50年代,以地质学为代表的剑桥大学自然科学已经取得了令人瞩目的成就,发展到20世纪80年代,就已经变成以应用数学为基础的很多学科了。应用数学和理论数学之间的区分比起应用数学和其他学科之间的区分是要清晰的多。在19世纪70年代,剑桥大学数学方面占统治地位的人物是乔治·加布里埃尔·斯多克(George Gabriel Stokes),从1849年至1903年,斯多克都是剑桥大学数学卢卡斯讲座教授,后来成为剑桥大学彭布罗克学院院长。他所有的独创性作品大部分都出版于1870年前后,整个研究是为了阐明机械学、光学以及天文学。斯多克还是剑桥大学管理会特别委员会(syndicate)的中心人物之一。正是由于他的建议,并经过了特别委员会的讨论,卡文迪什实验室才建立起来。在实验室成立之后及科学实验中,数学得到了更加专业的发展。

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罗伊·麦克劳德

剑桥大学著名教授、数学家罗伊·麦克劳德(Roy MacLeod)和他的同事对自然科学荣誉考试的早期历史进行调查,证明了数学荣誉学位考试是剑桥大学之所以发展出很多自然科学学科的基础,并培养出了很多数学人才。美国著名科学社会学代表人物之一伯纳德·巴伯(Bernard Barber)对罗伊·麦克劳德给予很高的评价[13]

“最后,非常令人高兴的是,另一场创造性的革命一直继续着,它最初来自英国;作为科学社会学的一次练习,调查一下这场革命的社会原因和思想原因是极令人感兴趣的。在英国,特别是在由大卫·艾奇(David Edge)领导的爱丁堡大学科学研究小组,以及在苏萨克斯郡、约克郡、巴斯郡和其他地方,哲学家、社会学家、自然科学家和科学政策专家已经结合起来,对科学思想的实质作出了有价值的研究。在这场革命中,以剑桥大学罗伊·麦克劳德为代表的英国人,包括巴里·巴恩斯(Barry Barnes)、大卫·布卢尔(David Bloor)、哈里·科林斯(Harry Collins)、大卫·艾奇、唐纳德·麦肯奇克(Donald MacKen-zic)、迈克尔·马尔凯(Michael Mulkay)、斯蒂文·萨宾(Steven Shapin)、理查德·怀特莱(Richard Whitley)和史蒂夫·沃尔加(Steve Woolgar)等都一直是领导者。他们关于科学思想与组织之实际发展的、严密的、微观的和经验的研究,对于我们理解作为一种社会现象的科学是一个重要的贡献。”

19世纪后期,剑桥大学理科最显著的发展就是在数学领域,甚至更多的是以在学院方面日益增长的数学力量为前提的。为了科学的发展,进一步促进他们的设想,罗伊·麦克劳德大力发展了剑桥大学的数学研究领域。数学和其他学科的关系也变得越来越清晰,数学的迅速发展推动着剑桥大学自然科学的发展。在自然科学学位考试的毕业生中,罗伊·麦克劳德逐步发现并培养了一批新的数学精英,他们都是在1851年自然科学学位考试中获得一甲第一名,例如,著名数学家亚当·西奇威克、库茨·特罗特(Coutts Trotter)、芬顿·霍特(Fenton Hort)等。

(二)地质学

地质学在剑桥大学发展较早,并且取得了辉煌的成就。时任伦敦格雷汉姆学院的医学教授约翰·伍德沃德(John Woodward)去世后,他所收藏的很多化石珍品赠给了剑桥大学,因而成立了剑桥大学古生物博物馆,并设立了伍德沃德地质学教授席位,激励和促进地质学在剑桥大学的发展。作为一个地质学家,伍德沃德希望后人能够继续推动地质学的发展。1788年,约翰·海尔斯通(John Hailstone)教授接任了伍德沃德教授席位,并推动在化石研究方面的发展。他跟随德国科学先驱者艾尔弗雷德·韦尔纳(Alfred Werner)学习,回到剑桥大学后随即发表了《关于矿物学的课程安排》一文,不仅明确提出了地质学课程的学习计划,而且还引起了科学界的兴趣。剑桥大学著名地质学家、数学家亚当·西奇威克于1819年担任伍德沃德地质学教授席位,不仅发现了寒武纪的地质层,同时发现了介于志留纪和煤岩层之间的泥盆岩,为以后研究岩石层和地质变迁提供了很好的研究成果。西奇威克是19世纪剑桥大学最伟大的地质学家,也是剑桥大学改革最主要的代表人物。

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约翰·伍德沃德

在1850年至1914年间,英国著名医学社会史家、剑桥大学教授罗伊·西德尼·波特(Roy Sydney Porter)[14]已经将剑桥大学地质学提升到一个很高的评价水平。19世纪以来,英国的地理学总体发展缓慢,而且,许多非常独创性的工作都是在大学以外的地方进行的。然而,剑桥大学是一个例外,地质学在剑桥大学得到了很好的发展。应该说,从1870年至1914年的这一段时期,剑桥大学在地质学方面是一个黄金发展时期,地质学成为了剑桥大学自然科学研究不可分割的一部分。罗伊·波特论述了剑桥大学地质学兴盛的原因:首先,剑桥大学在财富和资源方面享有特权,学院致力于个人教学的研究员以及学科管理的研究员数量的增长,抵消了考试系统的作用;其次,全体教职人员以及组织机构的结合在产生竞争力方面起了关键的作用,特别是有一批具有天赋的教师。罗伊·波特特别强调了剑桥大学著名地质学家托马斯·乔治·邦尼(Thomas George Bonney)的作用,在圣约翰学院内部创建了一个地质学部门,极大地推动了地质学的发展,地质学的传统名声也得以维系。由此,产生了一批有名的地质学家,特雷利安·尼古拉斯(Tressilian Nicholas)就是其中的一位,他终身致力于地质学研究,并且成立了一个地质学研究中心,在剑桥大学改革时期达到了顶点。

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罗伊·西德尼·波特

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查尔斯·莱尔

从18世纪末到19世纪60年代,是剑桥大学地质学迅速发展的时期。早在1807年,剑桥大学就建立了一个地质学的团体。1835年,又成立了剑桥大学地质学研究组,并经常举行一些研讨会。一些地质学教授还组成了地质学协会,并逐渐发展和丰富了剑桥大学地质学课程,甚至在课堂中引入了当时地质学上的假说,其中具有代表性的就是被19世纪著名剑桥大学哲学家历史学家休厄尔命名的“地球灾难论”和“地质聚变论”。早在伽利略和牛顿年代,关于早期的解释都没有结合地球本身的发展特质,但剑桥大学的地质学家的把岩石起源的年代划分出来了,于1830年解释了地球表面是怎样经过几千年的演变而成的。提出地球聚变论的是剑桥大学教授、英国著名地质学家查尔斯·莱尔(Charles Lyell),他在1828年至1833年间发表了《地质学原理》(Principles o f Geology)三卷本,完全摒弃了法国生物学家乔治·居维叶(George Cuvier)提出的倡导神创论的“地球灾难论”,建立了聚变论的现代地球观,并极大地影响了达尔文。后来,达尔文的物种起源理论延续了剑桥大学在地质学和生物学方面的辉煌成就。19世纪后期,剑桥大学地质学教授席位开始增加,并由大学和学院共同提供资金促进地质学发展,促成了地质学在剑桥大学的不断前进。

在地质学的研究领域内,剑桥大学的亚当·西奇威克为现代地质学奠定了基础,并取得了里程碑式的成就。再加上著名矿物学家威廉斯·休厄尔的努力,剑桥大学地球学和地球物理学、矿物学和岩石学都取得了长足的发展。在20世纪70年代后期,这些相近的学科组成了剑桥大学地球科学系。

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剑桥大学地球科学部

除地质学之外,特别是在20世纪30年代,剑桥大学在地球测量学和地球物理学、矿物学和岩石学,这些和地质学紧密相关的部门都已经独立并兴盛起来了。在剑桥大学数学家、地质学家、物理学家哈罗德·杰弗雷斯(Harold Jeffreys)[15]和地球物理学家爱德华·布拉德(Edward Bullard)[16]的带领下,剑桥大学在地球物理学方面闻名于世界。哈罗德·杰弗雷斯从多方面论证了“从经验中学习并据以做出超越直接由感官所获信息的推理是可能的”这一命题,深刻影响了欧美关于科学推断的研究。爱德华·布拉德提出了著名的地球发电机原理,证明了大陆边缘的吻合性。另外,从1931年到1961年,矿物学和岩石学的教授蒂利(C.E.Tilley)的学术成果也代表了剑桥大学在矿石研究方面的领先地位。蒂利深入研究岩石和矿物的水晶地理和矿物模式的转变,1957年在加拿大黑斯廷斯地区变辉长岩中发现了黑斯闪石(Hastingsite),并以此地定名。1980年8月,剑桥大学建立了地球科学部(Earth Science)。

(三)化学

1649年,剑桥大学开始出现化学学科。曾在欧洲学习化学的意大利学者约翰·维加尼(John Vigani)来到剑桥大学并受到欢迎。他在皇后学院开设了解剖学和化学讲座,并在三一学院拥有一个实验室。1703年,剑桥大学评议会为他设立了一个终身教授职位。在维加尼1713年去世之后,接替他的是发明了测量天体地平高度的观测仪器——象限仪的约翰·哈德利(John Hadley)教授。他发表了《化学讲座计划》,对剑桥大学以后的化学课程纲要的制定提供了借鉴。1764年,剑桥大学化学家理查德·沃森(Richard Watson)接替了化学教授席位。他每一个学期只作一次讲座,但是来听讲座的学生却非常多,其余时间他则一直呆在实验室里进行研究。在沃森之后,剑桥大学化学学科经历了一个繁荣时期,设立了化学系并设置了杰克森化学教授席位。第一个获得杰克森化学教授席位的是皇后学院院长艾萨克·米尔纳(Issac Milner)。1783年,在他负责的化学教学大纲中首次出现了“氢气气体”、“二氧化碳酸性气体”等化学名词,推动了剑桥大学化学课程的发展。接替米尔纳的弗朗西斯·约翰·海德·沃拉斯顿(Francis John Hyde Wollaston)在1794年的教学大纲中,也加入了“氧气气体”、“氢气气体”等化学名词。1805年,这些专用名词就正式出现在剑桥大学的化学学科大纲中了。

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史密森·泰耐特

18世纪,剑桥大学出现了史密森·泰耐特(Smithson Tennant)和威廉·海德·沃勒斯顿(William Hyde Wollaston)这两位著名的化学家。泰耐特对化学很感兴趣,他于1782~1788年在剑桥大学伊曼纽尔学院学习医学,并于1796年获得医学博士学位。但是,他仍然对植物学和化学有浓厚的兴趣,发表有关钻石成分实验的文章。1796年,他仿效法国化学家拉瓦锡(Antoine-Laurent de Lavoisier)1771年所进行的实验,从事燃烧金刚石实验,证明了金刚石不但含有碳而且是由碳组成的,从而在瑞典和法国科学家的研究基础上发现了铱和锇两种化学元素。1813年,他被正式聘为剑桥大学化学教授。他的讲座吸引了很多学生,其中包括泰耐特以及后来成为三一学院院长的休厄尔。在泰耐特的培养下,沃勒斯顿的科学成就更为突出,最重要的成就之一是发现了铂具有延展性。他强调化学和其他自然学科一样重要,设想使剑桥大学的化学课程变得更为现代化

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威廉·海德·沃勒斯顿

1861年,剑桥大学化学教授席位由乔治·利文(George Downing Liveing)接任。1867年,利文建议建立一个单独的化学实验室,可以容纳35~40人。到1870年时,又相继成立另外两个化学实验室。他还利用一切资源来促进实验室的化学研究,并从1878年开始了长达22年的化学实验研究。尽管当时剑桥大学给实验室提供的经费并不十分充足,但还是促进了化学学科的发展。在1862年至1875年期间,剑桥大学还对化学考试进行了改革,保留了一些原有的知识,不再是单纯地去辨析题目的考试。[17]在剑桥大学,化学课程的更新和化学学科的发展,使化学产生了新的分支学科,例如,有机化学、分析化学、物理化学、化学动力学、化学热力学等。剑桥大学也培养出越来越多化学方面的人才,出现了更为广泛的研究成果,使它的化学学科走在了其他大学的前面。

(四)物理学

18世纪出现了自然哲学,毕业于剑桥大学三一学院的英国著名科学家牛顿当时就把自己定义为一位“自然哲学家”。自然哲学是自然科学的前身,主要是思考人面对自然界的哲学问题,包括自然界和人的关系以及自然界的基本规律等,这些理论是现代物理学的基石。牛顿的代表作《自然哲学的数学原理》就是自然哲学的代表作之一。随着数学和几何学的发展,在剑桥大学的试卷中出现了与牛顿学说相结合的科学试题。虽然这时还没有出现正式的物理学考试,但事实上已经涉及物理学领域。

19世纪40年代,混合型考试在剑桥大学的考试中占有很大的比例,这为物理学的发展提供了空间。天文学家约翰·赫谢尔(John Herschel)就对这一现象进行了分析:“如果两个学科的类似非常接近而且显著,而其中一个学科的原因非常明显,那就几乎不可能拒绝接受这也是另外一个学科的类似原因。”[18]赫谢尔于1813年获得了剑桥大学奖学金,并很快就成为圣约翰学院的教师,他在1830年发表的《自然哲学研究初探》(A Preliminary Discourse on the Study of Natural Philosophy)中,直接提出了社会进步的秘诀在于科学的发展,但是仅仅学习数学和几何学是很难适应人类发展的,科学的证明更多的时候是需要一系列的自然哲学来解释的。[19]这样,在剑桥大学考试中运用纯数学知识的同时,物理学特别是物理学中的动力学得到了迅速发展。到1873年时,物理学成为了一门单独的学科。从此,物理学在剑桥大学确立了不可撼动的地位。随着动力学、光学和天文学的发展,物理学的荣誉学位考试的题目被建立在牛顿学说的框架之上。剑桥大学著名物理学家麦克斯韦于1866年在自然科学荣誉考试中加入了热、磁场和电等物理理论,物理试题本身也具有了实验性质。1869年,剑桥大学三一学院任命库兹·特罗特为物理学讲师,他提供了几乎所有自然科学荣誉学位考试的物理学讲座。麦克斯韦也于1876年开设了物理实验课。建立于1874年的卡文迪什实验室更是把剑桥大学物理学推向了巅峰。

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约翰·赫谢尔

在随后的一个世纪里,剑桥大学物理学涌现出了更多的杰出人物。1888年,汤姆森在《化学和物理学应用》(Chemistry and Physics A p plication)一书中宣称,所有的自然现象都可以用物理学来解释,并激励人们用物理学理论去解释更多的自然现象。在19世纪中期后,剑桥大学对物理学有了改革的构想。现今,剑桥大学的物理学处于世界一流水平,拥有世界一流的物理实验室以及实验人员。

(五)生物学

在生物学领域,剑桥大学最大的财富就是拥有了查尔斯·罗伯特·达尔文(Charles Robert Darwin)。作为英国生物学家、进化论的奠基人达尔文在对动植物和地质结构等进行大量观察和采集的基础上,出版了《物种起源》(The Origin of Species)这一划时代的著作。他用大量资料证明了生物都不是上帝创造的,而是在遗传、变异、生存斗争中和自然选择中,由简单到复杂,由低等到高等,不断发展变化的。这部著作的问世,第一次把生物学建立在科学的基础之上,以全新的生物进化论思想推翻了“神创造”和“物种不变”理论。恩格斯将“进化论”列为19世纪自然科学的三大发现之一。达尔文所提出的天择与性择,在目前的生命科学中是一致通用的理论。人们把他的自然选择理论称为“达尔文主义”,这个称呼一直被沿用至今。达尔文的理论对人类学心理学及哲学的发展都有不容忽视的影响。

在达尔文之后,剑桥大学的生物学在英国乃至世界高等教育界一直享有很高的声誉,尤其在20世纪建立了分子生物实验室之后,破解了生物之谜,发现了脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构,出现多位诺贝尔奖获得者,开创了剑桥大学生物学领域新的辉煌时期。

(六)植物学

植物学的发展也是剑桥大学自然科学的最显著特征之一。和地质学一样,植物学在剑桥大学传统的自然学科中占有一席之地。1724年,剑桥大学有了第一位植物学教授——理查德·布拉德利(Richard Bradley)。在1724年成为剑桥大学首位植物学教授后,尽管布拉德利想在剑桥大学创建植物园,以便进行植物学研究,但是由于种种原因,在他生前都没有完成。为了进一步促进植物学在剑桥大学的发展,时任三一学院的院长蒂莫西·沃克(Timothy Walker)博士在1760年至1762年间,创建了剑桥大学第一植物园,目的就是为了给植物学家提供研究的场所,不仅为植物学研究同时也为医药研究提供植物样本。

从1825年至1861年,剑桥大学植物园都是由著名植物学家被约翰·史蒂文斯·亨斯洛(John Stevens Henslow)所掌管的。作为一位矿物学教授兼植物学教授、一个在那个时代有着新思想和新观念的人,亨斯洛精通植物学、昆虫学、化学、矿物学和地质学,长期不断地观察和研究自然。正是由于他的帮助和指导,查尔斯·达尔文才成为一个真正的自然科学家。如果没有亨斯洛教授对他的引导和激励,查尔斯·达尔文就不可能走上科学的道路。因此,后人称他为查尔斯·达尔文的“伯乐”。在查尔斯·达尔文的《自传》中,他称自己与亨斯洛教授的友谊是“对我整个一生影响最大的一件事”。[20]

查尔斯·达尔文之后,他的第七个孩子弗朗西斯·达尔文(Francis Darwin)继承了他父亲达尔文的优秀基因,继续从事植物学方面的研究。弗朗西斯·达尔文进入剑桥大学三一学院学习数学,后转入自然科学研究,并于1870年毕业。弗朗西斯·达尔文和他的父亲在1880年首先发现了“向性运动”现象,提出植物向光性受到一种可运输物质的调控。弗朗西斯·达尔文完成了他父亲的论文研究工作,并促进了他自己对植物学的科学研究。

在亨斯洛的晚年,剑桥大学旧的植物园已经搬迁到了一个新的更宽敞的地方。在1846年至1852年间,剑桥大学通过了一个有远见的方案,就是扩建植物园,为以后植物学和医学的发展奠定了很好的基础。19世纪后期,植物园园长林奇(R.I.Lynch)就是通过在植物园中的研究,于1904年发表了著作《鸢尾植物》(The Book of the Iris)。剑桥大学植物园在20世纪40年代还接受了园艺学家雷金纳德·考瑞(Reginald Cory)的一笔捐赠,使得植物园大大增加了它的科学活动范围的深度和广度,奠定了植物学在剑桥大学的研究基础。

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亨利·马歇尔·沃德

之后,植物园由英国著名植物学家亨利·马歇尔·沃德(Harry Marshall Ward)管理。沃德是英国著名博物学家赫胥黎的学生,他于1874年进入赫胥黎领导下的科学和艺术部(Science and Art Department)进行科学研究,并于1876年至1879年在剑桥大学基督学院学习,并取得学士学位。1891年,在沃德的带领下,剑桥大学又成立了植物科学系(Department of Plant Science),并成为植物学科教学和研究的中心,此后剑桥大学的植物生理学和生物化学取得了巨大的发展。1903年,沃德还建立了第一个植物实验室。当沃德在1906年去世时,植物学在剑桥大学自然学科中的重要作用已经被牢固地确定下来。

沃德的继承人是英国古生物学家、古植物学家阿尔伯特·查理斯·塞瓦德(Albert Charles Seward)。他于1906年担任剑桥大学植物学教授,因研究舌羊齿属(glossopteris)植物群而著名,从1915年至1936年任唐宁学院院长。他的代表作有:《化石植物》(Fossil Plants)、《论南极化石植物》(On Antarctic Fossil Plants)、《不同时期的植物生活》(Plant Life Through The Ages)等。

在塞瓦德的学生中,最优秀的是亨利·戈德温(Harry Godwin)。他是20世纪英国著名植物学家、生态学家,一生都献给了剑桥大学克莱尔学院。戈德温成为剑桥大学植物学发展的历史见证人。20世纪30年代,他积极从事考古学遗址的花粉分析,奠定了农作物植物学的发展。1932年,塞瓦德创建了“沼泽研究委员会”(Fenland Research Committee),戈德温也参与研究,在植物学方面获得了一些新的重要发现。在戈德温的倡议下,剑桥大学又于1948年成立了“戈德温实验室”(Godwin Lab),主要就是为了继续推动植物学的发展,但同时,也是为了人类学和地质学(Anth and Geology)的发展以及相关学科更广泛的研究而建立起来的。戈德温早期的植物学计划,主要成就是在20世纪40年代对于在墨西哥无线技术对气候进行研究得来的。这一工作取得了许多成果,明显的带有剑桥大学植物学的特点,对于历史学家和自然学家,最令人感到兴奋的成就中,就是通过历史的方法获得。之后,剑桥大学植物学在以奥利弗·拉克姆(Oliver Rackham)为首的植物学家的领导下,继续在植物学前沿领域进行研究。一方面,拉克姆研究植物形状的图像学领域,即一种碳捕捉技术,对确定植物结构的日期带来了明确性;另一方面,拉克姆通过对现有的灌木及植物的考古学的观察,完成了对林地以及草原牧场的研究,这对生态学的发展具有重要意义。植物学的发展也带动了其他学科的发展,例如,考古学、地理学、地质学和动物学等。为了整合这些资源,1991年剑桥大学成立了植物科学部(Plant Sciences),推动自然科学继续蓬勃发展。

(七)生理学

19世纪,英国在生理学方面也产生出了一批杰出的生理学家和优秀的研究成果,剑桥大学就处于这一领域的中心。剑桥大学生理学发展的关键人物是英国著名生理学家迈克尔·福斯特(Michael Foster)。1870年,他成为剑桥大学生理学讲师,在1883年至1903年间成为剑桥大学生理学主席。对福斯特来讲,他受到最大影响的是英国著名博物学家赫胥黎。在赫胥黎的鼓励下,他在皇家学院进行了讲演,阐释以生物进化论为基础的生理学观点。

19世纪70年代,在冈维尔和凯斯学院医学家乔治·佩奇和福斯特的周围,集中了一大批优秀人才,在生理学和医学人才日益增加的同时,又重新创建了剑桥大学医学院。福斯特还组织成立了剑桥大学生物学系。

作为一个教授和导师,福斯特在剑桥大学无疑是受到敬仰的。在他的学生中,最著名的要数查尔斯·斯科特·谢灵顿(Charles Scott Sherrington)。谢灵顿是英国著名生理学家、组织学家、细菌学家和病理学家,20世纪20年代英国皇家学会会长。谢灵顿1879年前往剑桥大学,在迈克尔·福斯特的指导下学习生理学,并于1880年进入剑桥大学的冈维尔和凯斯学院。19世纪80年代,法国斯特拉斯堡大学的大卫·费里尔(David Ferrier)和弗雷德里希·利奥波德·戈尔茨(Friedrich Leopold Goltz)关于切除狗和猴的部分大脑皮层所产生的影响实验激起了他的广泛的兴趣。随后,谢灵顿和约翰·纽波特·兰利(John Newport Langley)在剑桥大学也对这个问题进行了大量研究,并于1884年发表了一篇研究论文,从此确定了他为探索神经系统奥秘而献身的志向。1883年,谢灵顿成为剑桥大学乔治·汉弗莱(George Humphrey)教授领导下的解剖学讲师;从1883年至1884年冬天,他又在圣托马斯医院讲授组织学。1885年,他代表剑桥大学的一个医学研究协会委员会成员去西班牙调查霍乱的爆发;1886年又到意大利威尼斯地区进行同样的调查,然后将获得的材料带到柏林,在德国病理学家鲁道夫·路德维希·卡尔·魏尔肖(Rudolf Ludwig Karl Virchow)[21]的指导下进行工作,后来又跟随德国医生和细菌学家罗伯特·科赫(Robert Koch)[22]进行细菌学研究。因此,1887年,谢尔顿被任命为伦敦圣托马斯医院的系统生理学讲师,也被选为剑桥大学冈维尔和凯斯学院院士。1891年,谢灵顿的研究目标转向脊髓反射,还研究了脑和脊髓之间的联系——锥体束。1906年,他出版了自己的经典著作《神经系统的整合作用》(The Integrative Action of the Nervous System)。1932年,他因为在对中枢神经系统生理学研究方面做出的杰出贡献而获得了诺贝尔生理学医学奖。谢灵顿拥有名誉博士学位的大学有:牛津大学、伦敦大学、谢菲尔德大学、伯明翰大学、曼彻斯特大学、利物浦大学、威尔士大学、爱丁堡大学、格拉斯哥大学、巴黎大学、斯特拉斯堡大学、鲁汶大学、乌普萨拉大学、里昂大学、布达佩斯大学、雅典大学、布鲁塞尔大学、伯尔尼大学、多伦多大学、蒙特利尔大学和哈佛大学。

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