羅伯特.安德魯.密立根,1868年出生于美國伊利諾斯州的莫里森小鎮(zhèn),受時(shí)代的影響,高中畢業(yè)前沒有受過自然科學(xué)知識(shí)的教育。1887年,密立根考入奧柏林學(xué)院,開始接受與物理學(xué)毫不相干的古典課程教育。大學(xué)二年級時(shí),他被聘為初等物理班教員,從此開始鉆研物理學(xué),并于1893年取得碩士學(xué)位后,轉(zhuǎn)到哥倫比亞大學(xué)物理系攻讀博士學(xué)位。1895年,密立根獲得博士學(xué)位,隨后留學(xué)德國的柏林大學(xué)和哥廷根大學(xué)。1896年,他回國任教于芝加哥大學(xué)。1910年,憑借出色的教學(xué)和科研能力,被正式提升為正教授。1921年,密立根離開芝加哥大學(xué),來到加州理工學(xué)院擔(dān)任物理系主任。從1921年到1945年,擔(dān)任加州理工執(zhí)行理事會(huì)主席(相當(dāng)于校長),領(lǐng)導(dǎo)加州理工成為全美最著名的研究型大學(xué)之一。
振興美國物理教育
密立根所處的那個(gè)年代,美國的高等教育還遠(yuǎn)沒有達(dá)到世界一流的水平,物理學(xué)教育更是幾乎到了一種無人問津的尷尬境地。當(dāng)時(shí)的歐洲是世界的學(xué)術(shù)中心,尤其是德國,更被稱為“世界學(xué)術(shù)的中心殿堂”。
1896年,密立根從德國留學(xué)歸來后,在芝加哥大學(xué)物理系任教。由于長期工作于物理學(xué)教學(xué)的第一線,他深感授課內(nèi)容的陳舊,以及實(shí)驗(yàn)課時(shí)的缺乏。在他看來,美國落后的大學(xué)物理課程設(shè)置與歐洲大相徑庭,如果再不加以改變,勢必將阻礙美國物理科學(xué)的發(fā)展。于是,他在物理教材和教學(xué)兩方面進(jìn)行了大幅度的改革嘗試。
教材方面,密立根親自參與編寫了課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室教學(xué)相結(jié)合的高水平教材。在芝加哥執(zhí)教的最初10年間,學(xué)校所用的物理教材還是多年前翻譯的法國人的,大部分內(nèi)容早已過時(shí),與實(shí)際需要脫節(jié)。為此,密立根當(dāng)機(jī)立斷,立即組織編寫了一批在當(dāng)時(shí)代表最新知識(shí)水平的物理教科書。
1897年,密立根與斯特萊頓合作,編寫出《大學(xué)普通物理學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》一書。不久,在校方的積極支持下,他制訂了龐大的編寫教科書計(jì)劃,寫出了大學(xué)一年級用的《力學(xué)、分子物理學(xué)和熱學(xué)》教程。該書于1902年正式出版,作為大學(xué)物理教程的第一卷,這是當(dāng)時(shí)美國人自己編寫的最新的物理教程。由于該書介紹了大量最新的知識(shí)和新觀點(diǎn),并采用課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室教學(xué)相結(jié)合的編寫手法,擺脫了傳統(tǒng)物理教學(xué)單純灌輸物理基本理論的模式,因此書一出版就受到了熱烈歡迎,在美國大學(xué)中廣為使用。
1908年,密立根又出版了這一教程的第二卷《電學(xué)、聲學(xué)與光學(xué)》(與J.米爾斯合著)。這一套物理教程的出版,標(biāo)志著美國大學(xué)物理教科書達(dá)到了一個(gè)新水平,對后來出版的一些美國大學(xué)物理教程也有很大的影響。
課程教學(xué)方面,密立根確立了課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室教學(xué)緊密結(jié)合的教學(xué)模式。可以毫不夸張地說,在很大程度上,這一工作開啟了美國物理學(xué)教育的新時(shí)期。與此同時(shí),密立根大力倡導(dǎo)課堂與實(shí)驗(yàn)室密切結(jié)合的方法,他堅(jiān)信,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是讓學(xué)生對物理知識(shí)和現(xiàn)象獲得獨(dú)創(chuàng)性見解的唯一有效途徑。因此,他為芝加哥大學(xué)物理系確立了牢固的實(shí)驗(yàn)課程。同時(shí),他在自己編寫的物理教材中附有大量精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課,他的實(shí)驗(yàn)課程也隨著教材的不斷出版而擴(kuò)散。
此外,密立根認(rèn)為,若要振興美國的物理和科學(xué),必須提升全體國民對物理和科學(xué)的興趣,而興趣的養(yǎng)成必須從基礎(chǔ)教育做起。為此,他于1906年編寫出版了高中學(xué)生用的《物理學(xué)第一教程》和《中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程》(均與H.G.蓋爾合著)。這兩套教材出版不久,就被奉為美國高中的標(biāo)準(zhǔn)教材,成為百萬美國中等基礎(chǔ)教育學(xué)生的必備書。此后40年間,這兩套書歷經(jīng)5次修訂,在學(xué)生中間依然炙手可熱,喚起了千百萬學(xué)生對物理科學(xué)的興趣,促進(jìn)了物理學(xué)在公眾中的傳播,使美國逐漸成為世界物理科學(xué)的中心。
建設(shè)一流高等學(xué)府
加州理工學(xué)院是世界上最“小而精”的頂尖大學(xué),從各方面看它都是卓然不群的:區(qū)區(qū)2000多名在讀學(xué)生(包括博士生在內(nèi)),2013年的入學(xué)新生總數(shù)只有584人;畢業(yè)率只有60%~85%,為全美名校中最低,卻有30名諾貝爾獎(jiǎng)獲得者曾先后在此學(xué)習(xí)和任教……以上種種數(shù)據(jù),無一不說明加州理工學(xué)院是名副其實(shí)的 “研究型大學(xué)”。而加州理工大學(xué)這種高度重視學(xué)生質(zhì)量的傳統(tǒng),與密立根的貢獻(xiàn)密不可分。
1921年,密立根應(yīng)聘來到了加州理工學(xué)院。面對當(dāng)時(shí)學(xué)院教師不到60人,學(xué)生不到400人,沒有博士點(diǎn)的落后局面,密立根按照自己的辦學(xué)理念,進(jìn)行了大刀闊斧的改革,旨在將加州理工打造為不亞于世界任何地方的數(shù)理研究中心,希望以此提升美國科學(xué)技術(shù)研究水平。
首創(chuàng)全美嶄新的大學(xué)管理體制。在密立根的建議下,學(xué)院取消了校長職務(wù),組建了以他本人任主席的校執(zhí)行委員會(huì),行使校長職權(quán)。執(zhí)行委員會(huì)由四名董事和四名教師組成,每個(gè)人均系德高望重、有高度責(zé)任感的學(xué)術(shù)權(quán)威,且每個(gè)人所行使的職權(quán)和承擔(dān)的義務(wù)完全平等。新的學(xué)校管理體制的建立,不僅大大提高了工作效率,減輕了承擔(dān)行政工作的科學(xué)家的負(fù)擔(dān),有效消除了美國高校中校長、教師和校董事會(huì)三者之間的矛盾,整個(gè)學(xué)院充滿了勃勃生機(jī)。
設(shè)置一流的學(xué)科。1925年時(shí),加州理工學(xué)院還只有物理學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)三個(gè)課程。密立根確立了加大投入,優(yōu)先發(fā)展基礎(chǔ)學(xué)科——物理學(xué),以此作為學(xué)院騰飛的基點(diǎn)。同時(shí),密立根始終奉行寧缺毋濫的原則,除非擬新設(shè)課程能夠達(dá)到與物理系和化學(xué)系同等水平,學(xué)科帶頭人必須是全美頂尖級的,否則不允許設(shè)立。隨后的三年時(shí)間里,隨著加州理工師資力量的迅速壯大,便相繼引入了地理學(xué)、航空學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)和人文社科課程,分屬6個(gè)“學(xué)術(shù)分部”。而新設(shè)的這6個(gè)分部,每一個(gè)水平都是全美乃至全世界頂尖的。
組建頂級的師資隊(duì)伍。密立根和他的執(zhí)行委員會(huì)以睿智和海納百川的氣魄,精心聘請了一批世界公認(rèn)的學(xué)術(shù)權(quán)威和在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)做出過開創(chuàng)性貢獻(xiàn)的著名專家學(xué)者,來學(xué)院任教講學(xué)或從事合作研究。其中主要有:杰出的地質(zhì)學(xué)家布爾瓦達(dá),才華橫溢的年輕物理學(xué)家愛潑斯坦,著名的數(shù)學(xué)物理學(xué)家托爾曼,卓越的遺傳學(xué)家摩爾根和著名的航空動(dòng)力學(xué)大師馮.卡門等。密立根每建一個(gè)系,總是不惜一切代價(jià)聘請一個(gè)權(quán)威來主持,有些系沒有合適人選則寧缺毋濫。愛因斯坦、N.玻爾、M.波恩、邁克爾孫(Max Bom)等一批科學(xué)精英,都曾到學(xué)院物理系講過學(xué)。
建設(shè)最專業(yè)最高級的科研基地。這是一流大學(xué)辦學(xué)水平的物質(zhì)保證和重要條件,如學(xué)院加大投入,建立了諾曼.布利奇實(shí)驗(yàn)室,它不僅是全美最大最好的實(shí)驗(yàn)室之一,而且同威爾遜山天文臺(tái)合作制造了世界上最大的200英寸的望遠(yuǎn)鏡,還同南加州的愛迪生公司合作建造了先進(jìn)的高壓實(shí)驗(yàn)室。
憑借密立根獨(dú)特的辦學(xué)理念和出色的領(lǐng)導(dǎo)才能,到了20世紀(jì)30年代初期,加州理工學(xué)院開始真正崛起,它的物理系和化學(xué)系在全美幾乎所向披靡,航空工程系和生物系達(dá)到全美一流水平,地質(zhì)系和社會(huì)科學(xué)系在全美也居于上流水平。每個(gè)學(xué)系都是人才輩出,碩果累累。1930—1935年間,共培養(yǎng)了59名物理學(xué)博士,在全美獨(dú)占鰲頭。到了40年代初,密立根的辦學(xué)方法被普遍采用,這對美國科學(xué)的發(fā)展,無疑起到了積極的促進(jìn)作用。
正如密立根的繼任者杜布里奇所言,密立根為后人留下了一個(gè)如此與眾不同的大學(xué)典范,“正如生物界的多樣性一樣,加州理工的小而精模式向人們呈現(xiàn)了高等教育的多種可能性”。