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王大珩院士談(tán)儀器儀表的價值

發布時(shí)間:2007-12-04 作者: 來源: 瀏覽:2088

  
      “科學(xué)是從測量開始的。”著名科學家門捷列夫這(zhè)樣說。
 
      在現代科學技術和生產力的推動下,最初作為測量器具的儀器已發展(zhǎn)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發揮著(zhe)日益重要的作用。專家總結其(qí)作用稱:儀器(qì)儀表是科學(xué)研究的“先行官”,工(gōng)業生產的“倍增器”,軍事上的“戰(zhàn)鬥力(lì)”,國民活動中的“物化法官”。
 
      然而,盡管近年來我國(guó)儀(yí)器儀表事業發展迅速,但總體發展狀態卻差強人意。其原因何在?本報記者近日采訪了部分儀器儀表一線的專(zhuān)家學者和企業負責人(rén),請他們回顧了我國儀器儀表事業的發展曆程,思考了我國儀器(qì)儀表事業的未來道路。
 
      在92歲高齡的王大珩院士心目(mù)中,科學儀器一直是一個備受關注(zhù)的話題。他曾數次會同其(qí)他科學家上書國家有關部門,提出我國應增強對科學儀器的研(yán)發力度,振興儀器儀表工業。
 
      他說:“儀器儀表往往被看做科研和工業生產的‘配角’,然而(ér)它(tā)早已成為我國科技發展和提升工業產品質量的核心組成部分,作用舉足輕重。事實證明,中國科技實力與經濟發展的‘咽喉’,部分(fèn)地被卡在儀器儀表這一(yī)關(guān)上。”
 
      當全國人(rén)大常委會副委員(yuán)長、中國科學院(yuàn)院長路甬祥特(tè)邀他通過《科學(xué)時報》談(tán)談儀器儀表的發展問題時,他(tā)從多(duō)方麵給予了論述(shù)。
 
      概(gài)念被混淆和誤(wù)解
 
      王大珩指出,發展儀器首先必須澄清一個概念,“儀器”不是“機器”。不過,人們經常認為儀器(qì)隻是機械,儀器工業是機械工業的一個(gè)組成部分。這種概念或許是(shì)由於國家把儀器工業歸口機械部管理而導致的。同時,在學科上,儀器科技僅(jǐn)是機械學科(kē)的一個分支(zhī)。由此,人(rén)們在很長一(yī)段時間裏對儀器的認識產生了誤區(qū),導致這一領域發展嚴重滯後。
 
      王大珩說,“事實上,儀器與(yǔ)機器有很大差異。機器是(shì)改造世界的工具,以認識世界為基礎;而儀器的發展是建立(lì)在認識世界(jiè)的基礎之上的。正確的概念應當(dāng)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(kē)學工具,也是控製(zhì)生產過程的工具。”
 
       “從這個角度看,儀器屬於信息技術科學,它(tā)是認識世界的原始(shǐ)信息數據的源頭。”
 
      王大珩認為,我們應當(dāng)把儀器和機器放到同等地(dì)位上,把儀器工業與機械工業同等看待。儀(yí)器是機械學、電子學、光學(xué)、計算(suàn)機技術、材料科學、物理學、化學(xué)、生物學等學科(kē)和先進技術(shù)綜合作用下的高技術產物。
 
      科學研究的推進器
 
      據介紹,上世紀40年(nián)代初,王大珩曾供職於英國伯(bó)明翰(hàn)昌司玻璃公司,任研究實驗部物(wù)理師。他研製出V?棱鏡精密折射率測(cè)定儀器,該儀器後來成為工業(yè)上的有效(xiào)工具。他(tā)把(bǎ)測量玻璃等物品的光學(xué)性質的精確度(dù)從4位數提高到5位數,並由此獲得英國儀器協會第一屆“青年儀器發展獎(jiǎng)”。
 
      王大珩說:“如沒有先進的儀(yí)器,當代科學研究是(shì)難以取得創新成(chéng)果(guǒ)的,科學(xué)儀器經過幾十(shí)年的發展,已從配套設備轉變為核心部件。”
 
      王大珩告訴記者,從(cóng)國內的情況看,以“兩彈(dàn)一星”的成功研製為例,科學儀器是(shì)開門旗艦。因為所需儀器裝備在當時因國際封鎖不可能買到,隻能依靠我們自己研發。
 
      據中科(kē)院長春光機(jī)所有關資料記載(zǎi),“兩彈(dàn)一星”在研製過程中(zhōng),在我國第一次核爆試驗之前,王大珩指導改(gǎi)裝了用於火球發光動態觀測的儀器??高速攝影機;上(shàng)世(shì)紀80年代,我國向南太平洋發(fā)射遠程運載火箭,“遠望號”航天測量船(chuán)出色完成了火箭再入段的跟蹤測量任務,而“遠望號”測控使用的先進裝備之一,即是王大珩率領的中國科學院長春光機所研製的光學(xué)設備。
 
      王大珩說:“從國際上看,約有1/4的(de)諾貝爾物理學獎獲得者的工作與儀器研(yán)製有關。如,在實用(yòng)激光器誕生之後,美國(guó)斯(sī)坦(tǎn)福(fú)大學物理係教授肖洛(luò)帶領研究小組(zǔ)致力於(yú)激光光譜學研究,並與合作(zuò)夥伴對複雜的化合物(wù)進行了深入研究,創造出飽和吸收光譜與雙光子光(guāng)譜等(děng)多(duō)種方法,有(yǒu)效提高了儀器的(de)分辨率。由此,他與合(hé)作者分享了1981年諾貝爾(ěr)物理學獎。當前,高端科學儀器,如電子顯微鏡、質譜儀、CT斷層掃描(miáo)儀(yí)、X 射線物質結構分析儀等,不僅用來(lái)探索自然規律(lǜ)、積累科學知識,而且(qiě)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(le)重要作用。”
 
       “科(kē)學儀器是認識(shí)世界的(de)工具,凝聚著人類智慧,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科學儀器的功勞。”王大珩感慨地說。
 
      王(wáng)大(dà)珩同時強(qiáng)調,發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(shuō)一切儀器都要自(zì)己製造。購買(mǎi)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(yí)器對保證產品質量和規範化生產都有(yǒu)重要意義。生(shēng)產過程中某一環節出現問題如不被察覺,將會導致重大(dà)災難。如蘇(sū)聯切爾(ěr)諾貝利核電(diàn)站事(shì)故就是如此。總之,儀器對於產品(pǐn)質量和安全生產起著重要的保障(zhàng)作用。”王大珩闡述了儀器在生產中的意義。
 
      他以鋼鐵生產技術的變化(huà)為例介紹:“我國過去的鋼鐵生(shēng)產是依靠經驗豐富的老工人(rén)??他們憑借經驗,通過觀察爐膛中熔化的鋼(gāng)鐵的顏色(sè)變化,確認鋼鐵出爐的時間。而(ér)現代化的鋼鐵生產車間,主要是青年人(rén)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(de)溫度和成分。”
 
      他介紹,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發揮其檢測、顯(xiǎn)示、控製功能,就無法正(zhèng)常連續安(ān)全生產。即使原來認為可以土(tǔ)法(fǎ)生產的製酒工業,今天也需通過儀器儀表嚴格控製溫度流程才(cái)能創出名牌。
 
      據美(měi)國國(guó)家標準技術研究院(NIST)統計,美國為了質量認證(zhèng)和(hé)控製、自(zì)動化及流程分析,每天(tiān)要完成2.5億個檢測(cè)。要完成這些檢測,需要(yào)大量種類繁多的分析和檢測(cè)儀器。上世(shì)紀90年代初,美國商業部國家標準局(NBS)評估儀器(qì)儀表工業(yè)對美國國民經濟(jì)總產值(GNP) 的影(yǐng)響作用的調查報告稱:儀器儀(yí)表工業總產(chǎn)值隻(zhī)占工業(yè)總產值的4%,但它對國民經濟的(de)影響達(dá)到66%。
 
      多學科融合(hé) 需要協同作戰(zhàn)
 
     “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(qì)儀表(biǎo)發(fā)展(zhǎn)規劃,我(wǒ)是這個規劃項目(mù)的執筆人。後來,在聶榮臻副總理領導下,國家科(kē)學技術委員會成立了儀器儀表專業小組,我擔任組長。從(cóng)那時起,我與儀(yí)器打交道已有60年曆史。如果從我注意實驗物理的時間(jiān)算起,那就有70年了。”王大珩(héng)回憶說。
 
      據悉,1979年,我國(guó)成立了中國(guó)儀器儀表學會,第(dì)一任理事長是(shì)中國科學院聲學(xué)所汪德昭院士,第二任即是王大珩(héng)。
 
      王大珩說:“當時,一機部成立了儀器儀表工業(yè)總局管理製造業。由(yóu)於(yú)儀器比較小且很精密,在產值上無法與機械工業比高低,因此(cǐ)管(guǎn)理部門(mén)缺乏對儀器儀表重要性的認識,進而影(yǐng)響了國家儀器儀表事業的發展。改革開放後,一機部解散,儀器儀表工業總局(jú)隨之取消。近些年(nián),儀器儀(yí)表產業無人管理,原有的企業協作體係也解散了。”
 
      王大珩說,儀器儀表的內涵較之以往發生了很大變化(huà)。其(qí)自身結構已從單純機(jī)械結構,發展成為集傳感技術、計(jì)算機技術、電子技術等多種高新技(jì)術於一(yī)身(shēn)的係統,其用途(tú)也從單純數據采集,發展為集數據采集、信號傳輸、信號處(chù)理以及(jí)控製於一體的(de)測控(kòng)過(guò)程。特別(bié)是進入21世紀以來,隨著計算機網(wǎng)絡技術、軟件技術、微納米技術的發(fā)展,測(cè)控(kòng)技術呈(chéng)現(xiàn)出虛擬化、網絡化和微型化的發(fā)展趨勢,從而使儀器儀表學科(kē)的多學科交叉(chā)及多係統集成而(ér)形成(chéng)的邊緣學科的屬性(xìng)越來越明顯。
 
      然(rán)而,王大(dà)珩認為,目前國內儀器儀表在研製組(zǔ)織上比較混亂。種類不少(shǎo),品質相同,缺乏先進的技術內涵。當前(qián),我國(guó)的科(kē)技事業正(zhèng)處於一個新的機遇期,儀器儀表是綜合交叉學科,振(zhèn)興(xìng)儀器儀表事業需要充分發(fā)揮各方麵(miàn)的積極性,現在最關鍵的是如何把不同行業的專家組織在一起,實(shí)現各個方麵的協同作戰。
 


 

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