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王(wáng)大珩院士談儀器(qì)儀表的價值(zhí)
在現代科學技(jì)術和生產力的推動下,最初作為(wéi)測量(liàng)器具的儀器已發展成(chéng)一門較為完整的學科,並(bìng)在當今國民經濟和科技發展中(zhōng)發揮著日益重要的作用。專家總結其作用稱:儀器儀表(biǎo)是科(kē)學研究的“先行官”,工業生產的“倍增器”,軍(jun1)事上的“戰鬥力”,國民活(huó)動中(zhōng)的“物化法(fǎ)官”。
然而(ér),盡管近年來我國儀器儀表事業發展迅速,但總體(tǐ)發展狀(zhuàng)態卻差強人意。其原因何在?本報記者近日采訪了部分儀器儀表(biǎo)一線的專家學者和企業負責人,請他們回顧(gù)了我國儀器儀表事(shì)業的(de)發展曆程,思考了我國儀器(qì)儀表事業的未(wèi)來道路。
在92歲高齡的王大珩(héng)院士(shì)心目中,科學儀器一直是一個備受關注的話題。他(tā)曾數次會同其他科學家上書國家有關部門(mén),提出我國應增強對科學儀器的研發(fā)力度,振興儀器儀表工業。
他(tā)說:“儀器儀表往往被看做科(kē)研和工業生產的‘配角’,然而它早已成為我國科技發展和提升工業產品(pǐn)質量的核心組成部分,作(zuò)用舉(jǔ)足輕重。事實證明,中國科技實力與經濟(jì)發展的‘咽喉’,部分地(dì)被卡在儀器(qì)儀表這一關上。”
當全國人大常委(wěi)會副委員長、中國科(kē)學(xué)院院長路甬祥特邀(yāo)他通過《科學時報》談談儀器儀表的發展問題時,他從多方麵給予了論述。
概念被混淆和誤解
王大(dà)珩指(zhǐ)出,發展(zhǎn)儀器首先必須澄清(qīng)一個概念,“儀器”不是“機器”。不過,人們經常認為儀器隻是機械,儀器工業是機械工業的一個組(zǔ)成部分。這種概念或許是由於國家把儀器工(gōng)業歸口機械部管理而導致的。同時,在學科上,儀器(qì)科(kē)技僅是機械學科的一個分支。由此(cǐ),人們在很長一段時間(jiān)裏對(duì)儀器的認識產生了誤區,導(dǎo)致這一領域發展嚴重滯後。
王大(dà)珩說,“事實(shí)上(shàng),儀器與機器有很大差(chà)異。機器是改造世界的(de)工具,以認識世界為基礎;而儀器的發展是(shì)建立在認識世界的基礎之上(shàng)的。正確的概念應當是:儀器是認識世界的工具,機器是改造世界的工具。儀器是認識未知世界的科學工具,也是控製生產過程的工具。”
“從這個角度看,儀器屬於信息技術科學,它是認識世界的原始信息數據的源頭。”
王大珩認為,菠萝蜜视频在线观看應當把儀器和機器放到(dào)同等地位上,把(bǎ)儀器工業與機械工業同等(děng)看待。儀器是機械學、電子學、光學、計算機技術(shù)、材料科學、物理學、化學、生物學等學科和先進技術綜合作用下的高技術產物。
科學研究的推進器
據介(jiè)紹,上世紀(jì)40年代初,王大珩曾(céng)供職於英國伯明翰昌司玻璃公司,任研究實驗部物理師。他(tā)研製出V—棱(léng)鏡精密折射率測(cè)定儀器,該儀器後來成為工業上的有效(xiào)工具。他把測量玻(bō)璃等物品(pǐn)的光學性質的精確度從4位數提高到(dào)5位數,並由此獲得(dé)英國(guó)儀器協會(huì)第一屆“青年儀器發展獎”。
王大珩說:“如沒有先進的儀器,當代科(kē)學研(yán)究是難以取得創新成果的,科學儀器經過幾十年的發展,已從配套設(shè)備(bèi)轉變為核心部件。”
王大珩告訴記者,從國內的情況看,以“兩彈一(yī)星”的成功研(yán)製為例,科學儀器是開門旗艦。
因為所需儀器裝備在當(dāng)時因國際封鎖不可能買到,隻能依靠菠萝蜜视频在线观看自(zì)己研發。
據中科院(yuàn)長春光機所有關資料記載,“兩彈一星”在研製過程中,在我(wǒ)國第一次核爆試驗之前,王大(dà)珩指導改裝了用於火球發光動態觀測的儀器——高速攝影機;上世紀80年代,我國向南太平洋發射遠程運載火箭(jiàn),“遠望號”航天(tiān)測量船出色完(wán)成了火箭再(zài)入段的(de)跟蹤測量任務,而“遠望號”測控使用的先進裝備之一,即是(shì)王大珩率領(lǐng)的中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所研(yán)製的光學(xué)設備。
王大珩說:“從國際上(shàng)看,約有1/4的諾(nuò)貝爾物理學獎獲得者的工作與儀(yí)器研製有關。如,在實用激光器誕生之後,美(měi)國斯坦(tǎn)福大學物理係教授肖洛帶領研究小組致力(lì)於激(jī)光(guāng)光譜學研究,並(bìng)與合作夥伴對(duì)複雜的化合物進行了深入(rù)研究,創造出飽和吸收光譜與雙光子光譜等多(duō)種方法,有效提(tí)高了儀器的分辨率。由此,他與合作者分享了1981年諾貝(bèi)爾物理(lǐ)學獎。當前,高端科學儀器,如(rú)電子(zǐ)顯微鏡、質譜儀、CT斷層掃描儀、X射線物質結構分析儀等,不僅用(yòng)來探索自然規律、積累科(kē)學知識,而且在科學技術的重大成就和科學研究新領域(yù)的開辟方麵發揮了重(chóng)要作用。”
“科學儀器是(shì)認識世界的工具,凝聚著(zhe)人類智慧,並成為科學研究的物質基礎。因此,所取得的科研成果應包含現代(dài)科學儀(yí)器的功勞。”王大珩感慨地說。
王大珩同時強調,發(fā)展我國的科學儀器固然應重視自主創新和自力更生,但不是說一切儀器都要自己製造。購買國外先進儀器設備開展科研工作無可厚非,但應避免產生對進口儀器的依賴性,或盲目崇拜。
僅占工業總值4%,但影響度達66%
“儀器(qì)對(duì)保證產品質量(liàng)和規範化生產都有重要意義。生產過程中某一環節出現問題如不被察覺,將會導致重大災難。如蘇聯切爾諾貝(bèi)利(lì)核電站事故就是如此。總之,儀(yí)器對於產品質量和(hé)安全生產起著重要的保障(zhàng)作用。”王大珩闡述了儀器在(zài)生產(chǎn)中的意(yì)義。
他以鋼鐵生產技術的變化為例介紹:“我國過去(qù)的鋼鐵生(shēng)產是依靠(kào)經驗豐富的(de)老工人——他們憑借經驗,通過觀察爐(lú)膛中熔化的鋼(gāng)鐵的顏色變化(huà),確認鋼鐵出爐的時間。而現代化的鋼鐵生產車間,主要是青年人在操作,這正是因為有先進的儀器儀表精確測量、控製鋼鐵冶煉過程的溫度(dù)和成分。”
他介紹(shào),現代工業中煉油、化工、冶金、電力等,如果沒有先進的儀器儀表(biǎo)發揮其檢測、顯示、控製功能,就無法正常(cháng)連續安(ān)全生(shēng)產(chǎn)。即使原來認為可以土法生產的製酒工(gōng)業,今天也(yě)需通過儀器儀(yí)表嚴格控製溫度流程才能創(chuàng)出名(míng)牌。
據(jù)美國國家工業技術研究院(NIST)統計,美國為了質量認證和控製、自動化及流程分析,每天要完成2.5億個檢測。要完成這(zhè)些檢測,需要(yào)大量種類(lèi)繁多的(de)分析和檢測儀器。上世紀90年代初,美國商業部國家標準局(jú)(NBS)評估儀器儀表工業對美國國民經濟總產值(GNP)的影(yǐng)響作用的(de)調查報告(gào)稱:儀器儀表工業總產值隻占工業總產值的4%,但(dàn)它對國民經濟的影響達到66%。
多(duō)學科融合需要協同作戰
“在1956年的《十二年國家科學和技術發展規劃》中,第54項提出了包括光學儀器在內的儀器儀表發展規劃,我是這個規劃項目的執筆人。
後來,在(zài)聶(niè)榮臻副總理領導下,國家科學技術委員會成立了儀器儀表專業(yè)小組,我擔任組長。從那時起,我與儀器打交道已有60年曆史。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。
據悉,1979年,我國成立(lì)了中國儀器儀表(biǎo)學會,第一任(rèn)理事長是中(zhōng)國科學院聲(shēng)學所汪德昭院(yuàn)士,第二任即是王大珩。
王大珩說:“當時,一機部成立了儀器儀表工業總局管理製(zhì)造業。由於儀器比(bǐ)較小且(qiě)很精密,在產值上無法與機械工業(yè)比(bǐ)高低,因(yīn)此管理部門(mén)缺乏對儀器儀表重(chóng)要性的認識,進而影響了國家儀器儀表事業的發展。改革開放後,一機部解散,儀器儀表工業總(zǒng)局隨之取消。近些年,儀器儀表產業無人管理,原有的企(qǐ)業協作體係也解散了。”
王大(dà)珩說,儀器儀表的內涵較之以往發生(shēng)了很大變化。其自身結構已(yǐ)從單純機械結(jié)構,發展成為集傳感技術、計算機技術、電子技術等多種高(gāo)新技(jì)術於一身的係統(tǒng),其用途也從單純數據采(cǎi)集,發展為集數據采集、信(xìn)號傳輸、信號處理以及控製於一體的測控過程。特別是進入21世紀以來,隨著計算(suàn)機網絡技術(shù)、軟件技(jì)術、微納米技術的發展,測控技術(shù)呈現出虛擬化、網絡(luò)化和微型(xíng)化的發展趨勢,從(cóng)而(ér)使儀器儀表學科的多學科交叉及多係(xì)統集成而形成的邊(biān)緣學科的屬性越來越明顯。
然而,王大珩認為,目前國內儀器儀表(biǎo)在研製組織(zhī)上(shàng)比較混(hún)亂。種類(lèi)不少(shǎo),品(pǐn)質相同,缺乏先進的技術內涵。當前,我國的(de)科技事業正處於一(yī)個新的機遇期,儀器儀表(biǎo)是綜合交叉學科,振興儀器儀表事業需要充分發揮各方(fāng)麵的積極性,現在最關鍵的是如何把不(bú)同行業的專家組織在一起,實現各個方麵的協同(tóng)作戰。
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