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王大珩院士談儀器儀表的價值
在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的推動下,最初作為測量器具的儀器已發(fā)展成一門較為完整的學(xué)科,并在當(dāng)今國民經(jīng)濟和科技發(fā)展中發(fā)揮著日益重要的作用。專家總結(jié)其作用稱:儀器儀表是科學(xué)研究的“先行官”,工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器”,軍事上的“戰(zhàn)斗力”,國民活動中的“物化法官”。
然而,盡管近年來我國儀器儀表事業(yè)發(fā)展迅速,但總體發(fā)展?fàn)顟B(tài)卻差強人意。其原因何在?本報記者近日采訪了部分儀器儀表一線的專家學(xué)者和企業(yè)負(fù)責(zé)人,請他們回顧了我國儀器儀表事業(yè)的發(fā)展歷程,思考了我國儀器儀表事業(yè)的未來道路。
在92歲高齡的王大珩院士心目中,科學(xué)儀器一直是一個備受關(guān)注的話題。他曾數(shù)次會同其他科學(xué)家上書國家有關(guān)部門,提出我國應(yīng)增強對科學(xué)儀器的研發(fā)力度,振興儀器儀表工業(yè)。
他說:“儀器儀表往往被看做科研和工業(yè)生產(chǎn)的‘配角’,然而它早已成為我國科技發(fā)展和提升工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的核心組成部分,作用舉足輕重。事實證明,中國科技實力與經(jīng)濟發(fā)展的‘咽喉’,部分地被卡在儀器儀表這一關(guān)上。”
當(dāng)全國人大常委會副委員長、中國科學(xué)院院長路甬祥特邀他通過《科學(xué)時報》談?wù)剝x器儀表的發(fā)展問題時,他從多方面給予了論述。
概念被混淆和誤解
王大珩指出,發(fā)展儀器首先必須澄清一個概念,“儀器”不是“機器”。不過,人們經(jīng)常認(rèn)為儀器只是機械,儀器工業(yè)是機械工業(yè)的一個組成部分。這種概念或許是由于國家把儀器工業(yè)歸口機械部管理而導(dǎo)致的。同時,在學(xué)科上,儀器科技僅是機械學(xué)科的一個分支。由此,人們在很長一段時間里對儀器的認(rèn)識產(chǎn)生了誤區(qū),導(dǎo)致這一領(lǐng)域發(fā)展嚴(yán)重滯后。
王大珩說,“事實上,儀器與機器有很大差異。機器是改造世界的工具,以認(rèn)識世界為基礎(chǔ);而儀器的發(fā)展是建立在認(rèn)識世界的基礎(chǔ)之上的。正確的概念應(yīng)當(dāng)是:儀器是認(rèn)識世界的工具,機器是改造世界的工具。儀器是認(rèn)識未知世界的科學(xué)工具,也是控制生產(chǎn)過程的工具!
“從這個角度看,儀器屬于信息技術(shù)科學(xué),它是認(rèn)識世界的原始信息數(shù)據(jù)的源頭!
王大珩認(rèn)為,我們應(yīng)當(dāng)把儀器和機器放到同等地位上,把儀器工業(yè)與機械工業(yè)同等看待。儀器是機械學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)、計算機技術(shù)、材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科和先進(jìn)技術(shù)綜合作用下的高技術(shù)產(chǎn)物。
科學(xué)研究的推進(jìn)器
據(jù)介紹,上世紀(jì)40年代初,王大珩曾供職于英國伯明翰昌司玻璃公司,任研究實驗部物理師。他研制出V—棱鏡精密折射率測定儀器,該儀器后來成為工業(yè)上的有效工具。他把測量玻璃等物品的光學(xué)性質(zhì)的精確度從4位數(shù)提高到5位數(shù),并由此獲得英國儀器協(xié)會第一屆“青年儀器發(fā)展獎”。
王大珩說:“如沒有先進(jìn)的儀器,當(dāng)代科學(xué)研究是難以取得創(chuàng)新成果的,科學(xué)儀器經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已從配套設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)楹诵牟考!?
王大珩告訴記者,從國內(nèi)的情況看,以“兩彈一星”的成功研制為例,科學(xué)儀器是開門旗艦。
因為所需儀器裝備在當(dāng)時因國際封鎖不可能買到,只能依靠我們自己研發(fā)。
據(jù)中科院長春光機所有關(guān)資料記載,“兩彈一星”在研制過程中,在我國第一次核爆試驗之前,王大珩指導(dǎo)改裝了用于火球發(fā)光動態(tài)觀測的儀器——高速攝影機;上世紀(jì)80年代,我國向南太平洋發(fā)射遠(yuǎn)程運載火箭,“遠(yuǎn)望號”航天測量船出色完成了火箭再入段的跟蹤測量任務(wù),而“遠(yuǎn)望號”測控使用的先進(jìn)裝備之一,即是王大珩率領(lǐng)的中國科學(xué)院長春光機所研制的光學(xué)設(shè)備。
王大珩說:“從國際上看,約有1/4的諾貝爾物理學(xué)獎獲得者的工作與儀器研制有關(guān)。如,在實用激光器誕生之后,美國斯坦福大學(xué)物理系教授肖洛帶領(lǐng)研究小組致力于激光光譜學(xué)研究,并與合作伙伴對復(fù)雜的化合物進(jìn)行了深入研究,創(chuàng)造出飽和吸收光譜與雙光子光譜等多種方法,有效提高了儀器的分辨率。由此,他與合作者分享了1981年諾貝爾物理學(xué)獎。當(dāng)前,高端科學(xué)儀器,如電子顯微鏡、質(zhì)譜儀、CT斷層掃描儀、X射線物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析儀等,不僅用來探索自然規(guī)律、積累科學(xué)知識,而且在科學(xué)技術(shù)的重大成就和科學(xué)研究新領(lǐng)域的開辟方面發(fā)揮了重要作用!
“科學(xué)儀器是認(rèn)識世界的工具,凝聚著人類智慧,并成為科學(xué)研究的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此,所取得的科研成果應(yīng)包含現(xiàn)代科學(xué)儀器的功勞!蓖醮箸窀锌卣f。
王大珩同時強調(diào),發(fā)展我國的科學(xué)儀器固然應(yīng)重視自主創(chuàng)新和自力更生,但不是說一切儀器都要自己制造。購買國外先進(jìn)儀器設(shè)備開展科研工作無可厚非,但應(yīng)避免產(chǎn)生對進(jìn)口儀器的依賴性,或盲目崇拜。
僅占工業(yè)總值4%,但影響度達(dá)66%
“儀器對保證產(chǎn)品質(zhì)量和規(guī)范化生產(chǎn)都有重要意義。生產(chǎn)過程中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題如不被察覺,將會導(dǎo)致重大災(zāi)難。如蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故就是如此?傊,儀器對于產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)起著重要的保障作用!蓖醮箸耜U述了儀器在生產(chǎn)中的意義。
他以鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的變化為例介紹:“我國過去的鋼鐵生產(chǎn)是依靠經(jīng)驗豐富的老工人——他們憑借經(jīng)驗,通過觀察爐膛中熔化的鋼鐵的顏色變化,確認(rèn)鋼鐵出爐的時間。而現(xiàn)代化的鋼鐵生產(chǎn)車間,主要是青年人在操作,這正是因為有先進(jìn)的儀器儀表精確測量、控制鋼鐵冶煉過程的溫度和成分!
他介紹,現(xiàn)代工業(yè)中煉油、化工、冶金、電力等,如果沒有先進(jìn)的儀器儀表發(fā)揮其檢測、顯示、控制功能,就無法正常連續(xù)安全生產(chǎn)。即使原來認(rèn)為可以土法生產(chǎn)的制酒工業(yè),今天也需通過儀器儀表嚴(yán)格控制溫度流程才能創(chuàng)出名牌。
據(jù)美國國家工業(yè)技術(shù)研究院(NIST)統(tǒng)計,美國為了質(zhì)量認(rèn)證和控制、自動化及流程分析,每天要完成2.5億個檢測。要完成這些檢測,需要大量種類繁多的分析和檢測儀器。上世紀(jì)90年代初,美國商業(yè)部國家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)評估儀器儀表工業(yè)對美國國民經(jīng)濟總產(chǎn)值(GNP)的影響作用的調(diào)查報告稱:儀器儀表工業(yè)總產(chǎn)值只占工業(yè)總產(chǎn)值的4%,但它對國民經(jīng)濟的影響達(dá)到66%。
多學(xué)科融合需要協(xié)同作戰(zhàn)
“在1956年的《十二年國家科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》中,第54項提出了包括光學(xué)儀器在內(nèi)的儀器儀表發(fā)展規(guī)劃,我是這個規(guī)劃項目的執(zhí)筆人。
后來,在聶榮臻副總理領(lǐng)導(dǎo)下,國家科學(xué)技術(shù)委員會成立了儀器儀表專業(yè)小組,我擔(dān)任組長。從那時起,我與儀器打交道已有60年歷史。如果從我注意實驗物理的時間算起,那就有70年了。”王大珩回憶說。
據(jù)悉,1979年,我國成立了中國儀器儀表學(xué)會,第一任理事長是中國科學(xué)院聲學(xué)所汪德昭院士,第二任即是王大珩。
王大珩說:“當(dāng)時,一機部成立了儀器儀表工業(yè)總局管理制造業(yè)。由于儀器比較小且很精密,在產(chǎn)值上無法與機械工業(yè)比高低,因此管理部門缺乏對儀器儀表重要性的認(rèn)識,進(jìn)而影響了國家儀器儀表事業(yè)的發(fā)展。改革開放后,一機部解散,儀器儀表工業(yè)總局隨之取消。近些年,儀器儀表產(chǎn)業(yè)無人管理,原有的企業(yè)協(xié)作體系也解散了!
王大珩說,儀器儀表的內(nèi)涵較之以往發(fā)生了很大變化。其自身結(jié)構(gòu)已從單純機械結(jié)構(gòu),發(fā)展成為集傳感技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)等多種高新技術(shù)于一身的系統(tǒng),其用途也從單純數(shù)據(jù)采集,發(fā)展為集數(shù)據(jù)采集、信號傳輸、信號處理以及控制于一體的測控過程。特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)、微納米技術(shù)的發(fā)展,測控技術(shù)呈現(xiàn)出虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化和微型化的發(fā)展趨勢,從而使儀器儀表學(xué)科的多學(xué)科交叉及多系統(tǒng)集成而形成的邊緣學(xué)科的屬性越來越明顯。
然而,王大珩認(rèn)為,目前國內(nèi)儀器儀表在研制組織上比較混亂。種類不少,品質(zhì)相同,缺乏先進(jìn)的技術(shù)內(nèi)涵。當(dāng)前,我國的科技事業(yè)正處于一個新的機遇期,儀器儀表是綜合交叉學(xué)科,振興儀器儀表事業(yè)需要充分發(fā)揮各方面的積極性,現(xiàn)在最關(guān)鍵的是如何把不同行業(yè)的專家組織在一起,實現(xiàn)各個方面的協(xié)同作戰(zhàn)。
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2007-09-30國內(nèi)儀器儀表行業(yè)將發(fā)生新變化
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2007-09-30目前儀器儀表行業(yè)的發(fā)展模式
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2007-09-29整體市場需求攀升儀器儀表價格普...
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2007-09-29國內(nèi)電工儀器儀表市場需求的特點...
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2007-09-28儀器儀表行業(yè)迎來發(fā)展契機 逆市顯...
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2007-09-28儀器儀表行業(yè)
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2007-09-27機械工業(yè)繼續(xù)高位運行,儀表行業(yè)...
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2007-09-27多國儀器展 萬人齊矚目
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2007-09-26國家發(fā)改委工業(yè)司聽取對儀器儀表...
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2007-09-26國內(nèi)多家媒體對儀器儀表行業(yè)國產(chǎn)...