英国剑桥大学的分子生物实验室，在50年前不仅完成了DNA结构模型，它还造就了12个诺贝尔奖，成为世界科学史上少有的著名研究机构。其突出的原创性科学，不是通过计划产生的，而是以优良科研环境和管理体制鼓励杰出科学家发挥才智、通过脚踏实地的努力来实现的。

　　该实验室前身是19世纪后期建立的著名剑桥大学卡文迪许实验室，它当时聚集了一大批物理领域杰出的科学家，如首任主任麦克斯韦是著名电动力学和电磁理论专家；瑞利获1904年诺贝尔物理奖；汤普森获1906年物理奖；芦瑟福获1908年化学奖；布拉格父子获1915年物理奖等。

　　桑格获1958年化学奖，他还发明了DNA测序方法获1980年化学奖；华生和克里克的DNA结构模型1962年获医学奖；佩鲁兹和肯德鲁解出蛋白质结构获1962年化学奖；克鲁格获1982年化学奖；米尔斯坦和克勒获1984年医学奖；沃克获1997年化学奖；布勒纳、萨尔斯顿和霍维茨获2002年医学奖等。实验室对这些技术没有申请专利，它们成为对全人类的贡献。

　　该实验室建于1947年，当时卡文迪许实验室主任小布拉格向英国医学研究委员会提出建立"生物系统的分子结构单元"，1962年扩大为"分子生物学实验室"，集聚了一批著名生物学家，成为一大型研究所，有66个课题组、200多名研究人员。

　　其科学环境和管理是精英管理的典型。从20世纪40年代起，其研究经费就从来不需要研究人员发愁，许多研究员从没写过经费申请。主要由实验室主任申请经费，便于研究人员集中精力搞科研。

　　其人才队伍采取精英评价制，根据对科学才能的洞察力、对科学研究的深刻理解选拔人才，支持研究。它不在意发表论文数目也不在乎在什么杂志发表，而看重扎扎实实、有长期深远或重大意义的研究，忌好大喜功、大规模攻关。佩鲁兹对血红蛋白结构研究于1939年开始，到1959年才获重要成果。布勒纳1963年开始线虫研究，1974年才有第一篇论文。不少著名专家的论文不多，没人在后面催赶，否则很难说他们能做出那些优秀贡献。佩鲁兹和萨尔斯顿缓慢研究时，还是无名小人物。正是其优越的科研环境和专家管理体制，才使有才华的科学家对科学生涯有信赖和追求，不必用论文衡量，而去努力追求最重要的发现。

　　其科学家不分年资互相激励支持，不贪他人之功，形成良性循环。布拉格用自己的诺贝尔奖声望支持佩鲁兹和肯德鲁，后两者又支持克里克和华生做与导师课题无关的研究。1953年克里克和华生研究出DNA结构后，两位导师无丝毫妒忌，继续自己的研究，1959年才有较好结果，4位昔日师生1962年在斯德哥尔摩同台获奖。佩鲁兹支持布勒纳甘冒许多人笑话而研究线虫；布勒纳支持萨尔斯顿和霍维茨做胚胎分析；桑格支持米尔斯坦进行和自己不同的抗体研究。这样的良好风气才推动不断产生卓越成就。

　　实验室重视科学家的工作而不在乎他们的性格和研究风格，既有华生、克里克、布勒纳等才华溢于言表者，也有佩鲁兹、桑格等性格随和低调者，他们都其乐无比地勤奋研究，风格迥异而互补，敬重对方科学内涵而不在乎外表性格。

　　实验室位于英国上流教育中心，但它兼容并蓄，广纳各地人才，重用真才实学者。既有赫胥黎这样科学世家后代，也有佩鲁兹、克鲁格和布勒纳那样的流亡穷犹太人，还有华生那样的急性美国人以及米尔斯坦那样的避难者。

　　其科研体制和模式不同于美国目前占主导地位的较重视论文的模式。目前德国最重要的研究机构马普学会也不同于美国模式，马普用较大量经费支持200多个实验室，鼓励长期基础科研。这些成功的科研体制和模式，都值得我们借鉴。

钠氧化钴的热电效应
　　 普林斯顿大学的研究小组﹐根据实验的结果推论﹐钠氧化钴所呈现异常优越的热电效应﹐应该是来自电荷自旋的结果。 所谓的热电效应(thermoelectric effect) ﹐是当受热物体中的电子(洞) ﹐因随着温度梯度由高温区往低温区移动时﹐所产生电流或电荷堆积的一种现象。而这个效应的大小﹐则是用称为thermopower(Q)的参数来测量﹐其定义为 Q = E / -dT(E为因电荷堆积产生的电场﹐dT则是温度梯度)。 钠氧化钴(NaxCo2O4) ﹐是一种具有比普通金属高十倍的thermopower的热电效应物质。它的特性﹐是首先由日本的科学家所发现。然而﹐其它的科学家们先后利用了霍尔效应﹑热容量实验﹑以及核磁共振等﹐都无法找出其优越热电效应的原因。在最近的自然杂志里﹐普林斯顿大学物理系的Yayu Wang与其所属的研究小组﹐利用测量thermopower对外加磁场的反应﹐解开了这个谜。 在一般的金属中﹐其热电效应由于电子﹑电洞的互相抵消﹐其thermopower极小。此外﹐由于热电流通常不受电荷自旋特性的影响﹐如果在电流方向施加磁场﹐也不能对thermopower造成任何作用。然而﹐在具强烈电子交互作用的物质中﹐如过渡金属化合物﹐其自旋会对thermopower有较大的影响。根据Heikes form﹐Q与电子自旋熵量(spin entropy) 是透过ln(g_s*g_c) 的关系成正比。此处g_s是自旋的简并数(degeneracy) ﹐g_c则是因键结结构形成的简并数。所以﹐若是对此种物质施加磁场﹐除去因自旋造成的简并(g_s=1) ﹐则应该会在其thermopower上观察到显著的改变。 Wang等人的实验﹐是在低温下对钠氧化钴施加达14T的磁场﹐来观察其thermopower的变化。他们发现﹐当施加的磁场是沿着热电流的方向时﹐thermopower会随着磁场增加而变小。此外﹐如果磁场方向是与热电流平面垂直时﹐所测量到的thermopower也具有类似的减弱现象﹐只是所减弱的程度较少。他们根据理论的预测﹐以及实验的数据﹐表示钠氧化钴的热点效应﹐确实是其中电荷自旋交互作用的结果。而且﹐由于测量到的电荷电流与自旋电流的方向一致﹐他们可以确定其中导电的电荷为电洞。这个结果﹐与他们所用来解释钠氧化钴中﹐三价钴离子与四价钴离子自旋能阶的模型相符合。 Wang等人的实验﹐不仅是找到了钠氧化钴的良好热电效应的原因。由于热电效应物质﹐可以应用在制造微型冷却系统上﹐他们的实验结果﹐或许可以为寻找开发更好的热电效应物质﹐提供一个新的方向。

钠氧化钴的热电效应
　　 普林斯顿大学的研究小组﹐根据实验的结果推论﹐钠氧化钴所呈现异常优越的热电效应﹐应该是来自电荷自旋的结果。 所谓的热电效应(thermoelectric effect) ﹐是当受热物体中的电子(洞) ﹐因随着温度梯度由高温区往低温区移动时﹐所产生电流或电荷堆积的一种现象。而这个效应的大小﹐则是用称为thermopower(Q)的参数来测量﹐其定义为 Q = E / -dT(E为因电荷堆积产生的电场﹐dT则是温度梯度)。 钠氧化钴(NaxCo2O4) ﹐是一种具有比普通金属高十倍的thermopower的热电效应物质。它的特性﹐是首先由日本的科学家所发现。然而﹐其它的科学家们先后利用了霍尔效应﹑热容量实验﹑以及核磁共振等﹐都无法找出其优越热电效应的原因。在最近的自然杂志里﹐普林斯顿大学物理系的Yayu Wang与其所属的研究小组﹐利用测量thermopower对外加磁场的反应﹐解开了这个谜。 在一般的金属中﹐其热电效应由于电子﹑电洞的互相抵消﹐其thermopower极小。此外﹐由于热电流通常不受电荷自旋特性的影响﹐如果在电流方向施加磁场﹐也不能对thermopower造成任何作用。然而﹐在具强烈电子交互作用的物质中﹐如过渡金属化合物﹐其自旋会对thermopower有较大的影响。根据Heikes form﹐Q与电子自旋熵量(spin entropy) 是透过ln(g_s*g_c) 的关系成正比。此处g_s是自旋的简并数(degeneracy) ﹐g_c则是因键结结构形成的简并数。所以﹐若是对此种物质施加磁场﹐除去因自旋造成的简并(g_s=1) ﹐则应该会在其thermopower上观察到显著的改变。 Wang等人的实验﹐是在低温下对钠氧化钴施加达14T的磁场﹐来观察其thermopower的变化。他们发现﹐当施加的磁场是沿着热电流的方向时﹐thermopower会随着磁场增加而变小。此外﹐如果磁场方向是与热电流平面垂直时﹐所测量到的thermopower也具有类似的减弱现象﹐只是所减弱的程度较少。他们根据理论的预测﹐以及实验的数据﹐表示钠氧化钴的热点效应﹐确实是其中电荷自旋交互作用的结果。而且﹐由于测量到的电荷电流与自旋电流的方向一致﹐他们可以确定其中导电的电荷为电洞。这个结果﹐与他们所用来解释钠氧化钴中﹐三价钴离子与四价钴离子自旋能阶的模型相符合。 Wang等人的实验﹐不仅是找到了钠氧化钴的良好热电效应的原因。由于热电效应物质﹐可以应用在制造微型冷却系统上﹐他们的实验结果﹐或许可以为寻找开发更好的热电效应物质﹐提供一个新的方向。