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仪器创新:实现原始创新的捷径-(转贴)

已有 3406 次阅读 2008-3-30 10:07 |个人分类:技术力论坛|系统分类:观点评述|关键词:技术,装备,仪器,创新,科学技术| 创新, 技术, 科学技术, 装备, 仪器

仪器创新:实现原始创新的捷径
科学时报 2007-6-25     作者:张双虎
    5月31至6月1日,在国家自然科学基金委员会召开的科学仪器基础研究专项总结交流会上,《科学时报》记者就科学仪器基础研究的重要性、科学基金怎样更好地促进科学仪器研究等内容,采访了中科院院士、南京大学化学系教授陈洪渊。

    《科学时报》:科学仪器基础研究在科学研究方面起到什么样的作用?

    陈洪渊:科学仪器既是工具,也是我们进行科学探索和认识世界的重要手段。古人云,工欲善其事,必先利其器。科学仪器基础研究是科学仪器发展的源泉,是原始性创新的摇篮。当然,用摇篮来比喻科学仪器专项的作用似乎还不够,其意义还不仅仅是摇篮的作用,但我一时想不起来用什么比喻更合适。我本人是学化学的,还在学生时代就装过测量放射性剂量的仪器。在上个世纪60年代,我参加工作后曾搞过一段较长时间的仪器研制,近年因工作需要又搞了起来。所以,对仪器研究的重要性有较深入的认识。这是项很重要的工作,我非常赞成基金委的这一专项。

    元素周期表发明人门捷列夫曾说过,科学是从测量开始的。诺贝尔化学奖得主Ernst也说过,现代科学的进步越来越依靠尖端仪器的发展。钱学森院士说,“新技术革命的关键技术是信息技术。信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术3部分组成。测量技术是关键和基础。”测量技术是建立在仪器技术的基础之上。这些都是非常精辟的论述,大量事实表明,谁掌握或者拥有最先进的科学仪器,谁就有可能作出最先进、最杰出的科研成果;强大的科技创新能力的基础,是科学仪器和测量方法的创新。100多年来诺贝尔物理学和化学奖的事实表明,约有三分之一是奖给那些在发展科学仪器或测量方法方面有杰出贡献的科学家。

    前不久,王大珩院士在接受《科学时报》采访时说,科学仪器是认识世界的重要工具,凝聚着人类的智慧,并成为科学研究的物质基础。但仪器仪表往往被看作科研和工业生产的配角,然而它早已成为我国科技发展和提升工业产品质量的核心组成部分,作用举足轻重。事实证明,中国科技实力和经济发展的“咽喉”,部分地被卡在仪器仪表这一关上。王大珩院士的呼吁充分反映了一大批科学技术界有识之士的心声,发展仪器仪表、分析测试、测控技术等以及相关学科集成交叉的重要性不言而喻,这对我国科技创新以至诺贝尔奖的问鼎都有直接的关系。

    《科学时报》:在科学仪器与装备产业化方面,我国处于怎样的发展水平?

    陈洪渊:当今世界以信息和生命科学为龙头的科学技术,已成为经济社会发展的最强大推动力;科学技术已成为综合国力竞争的决定因素。当前,我国在作为科技发展基础的科学仪器与装备方面与科技发达国家的差距很大,对科技发达国家的依赖性过大,对于应对可能出现的遏制的抗衡能力脆弱。迄今,我国每年形成固定资产的上万亿元投资中,60%以上用于进口设备,且关键的高端精密仪器主要依赖进口。以分析检测仪器为例,近年来我国的销售额仅占全球销售额的0.3%,而且绝大部分为中低档产品,高端仪器装备,如色谱—质谱仪、核磁共振波谱仪、等离子体质谱仪、电子能谱仪、透射和扫描电镜、自动生化分析仪和核酸测序仪等,则全部依靠进口。

    在生物医学仪器方面,我国对进口的依赖程度更为严重,现在省、市级医院的临床生化检验很少使用国产仪器。据海关2002年统计,我国当年进口的医用诊断设备与分析检验仪器占全部进口医疗装备的65%,达11.4亿美元,几乎全部为技术密集型的科学仪器;而当年我出口的医疗设备为2.6亿美元,其中最多的品种则是技术含量很低的按摩器具。我国大型医疗设备与仪器的市场主要被美、德、日等国家的跨国公司占有。我国弱小的生物医学仪器行业更是举步维艰,正面临着空前严峻的生存考验。

    《科学时报》:我国当前在科学仪器研究方面面临哪些问题?

    陈洪渊:我曾参加过一个科研基础装备项目的论证,预算总经费为10.5亿元人民币,其中1.5亿元用来造房子,另外9亿元就用来购买大型仪器设备。我们的国家实验室和国家重点实验室已全被国外高级仪器充满,高端医疗仪器则被国外垄断。有人说,我们每个国家级项目的立项,就意味着又有一大笔资金外流。

    同时,我国科学仪器产业受到严重挑战,科学仪器队伍日显萎缩。搞科学仪器研究的得到经费少、研究周期长,没人愿意去做。我国科学研究进一步发展,面临着“空心化”、“局域化”、“二流化”等挑战。我们搞科学研究依赖国外的科学仪器,研究生用的大都是进口的傻瓜式仪器,只用它来作实验、发文章,有的人连仪器的原理都不知道。固然,我们用别人的仪器也能作出原创性成果,也能验证我们的想法,但却不能作出世界顶级的、重大原创成果,更谈不上全面、综合地研究出一流的科学仪器和测试方法。

    有人说,我们在科学仪器制造领域将沦为“半殖民地”或“殖民地”的险境。“半殖民地”就是我们自己还搞一点改进,或自己研制一些,“殖民地”就是完全买别人的仪器,这一领域全被人家占了!这种说法虽然未免耸人听闻,不过却很形象,我们科学仪器的振兴确已到了刻不容缓的地步!相应科技政策的出台和保证实施已经势在必行!

    《科学时报》:你对我国发展科学仪器基础研究有什么建议?

    陈洪渊:国家自然科学基金在推动我国科学事业的进步,推动科研队伍壮大方面都起着非常大的作用。基金委设立科研仪器基础研究专项是有长远目光的。科学仪器基础研究是一项长期的战略任务,建议基金委加大对科学仪器专项的资助力度,各大块保持合理的平衡,建立新的评估体系,建立一支稳定的科学仪器基础研究队伍。

    现代战争和反恐斗争中最难防范和最有杀伤力的生物战剂,能战胜它的核心武器不是飞机大炮,而是生化检测仪器,及在此基础上形成的监测网络。进入生命科学时代,人民健康的保障也越来越依赖科学仪器。当前,疾病的诊断70% 要依据生化仪器检验结果;不久的将来,基于分子诊断的新一代仪器必将把保障人类健康的水平推向前所未有的高度。食品与环境安全是保证人民健康的重要环节,但其最终的实现将取决于能否把先进、价廉的检测仪器与装备普及到千家万户,乃至个人。

    科学仪器上的创新往往是实现原始创新的捷径。目前,科学仪器的发展正面临着难得的历史性机遇。进入21世纪,生命科学的发展极大推动了相关科学仪器的发展,在细胞和分子水平上对生命现象的进一步研究要求新一代的测试仪器。我们在谱仪等大型仪器上短期内很难超国外,但生化仪器上则可以超越。生物体内的物质代谢、能量代谢与信息传递的研究中对分析的要求是原位、在体、实时、超痕量,对分析测试仪器的要求则是微型、便携、超高速、超灵敏及高度自动化。这就要求一些基于全新原理的科学仪器的面世,这对我们来说是个实现跨越式发展的机会。

    发展基于新理论、新概念、新方法和新技术的分析测试方法与测试仪器,包括高端分析方法的建立,航空、航天、太空、深海、潜艇,极端条件(超低温、超高温、超强度、失重的、高真空等等)下的分析测试的完成。在单细胞、单分子、纳米生物技术、药物输运的监控,生命的禁区,在极端条件下分析仪器装置测试的可靠性,修饰针尖上检测生物大分子。研究先进成像技术;细胞过程的活体分析;纳米技术的生物应用、医学应用;纳米技术的安全性问题等等方面,都存在很大的创造空间。

    当然,整个科学仪器领域水平的提高涉及方方面面的问题,国家有关领导部门要高度重视,推进这一领域的加快发展。


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