“科學(xué)是從測(cè)量開始的。"科學(xué)家門捷列夫這樣說。

    在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的推動(dòng)下，zui初作為測(cè)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(guó)民經(jīng)濟(jì)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(guó)民活動(dòng)中的“物化法官"。

    然而，盡管近年來我國(guó)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(qiáng)人意。其原因何在？本報(bào)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(qǐng)他們回顧了我國(guó)儀器儀表事業(yè)的發(fā)展歷程，思考了我國(guó)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(gè)備受關(guān)注的話題。他曾數(shù)次會(huì)同其他科學(xué)家上書國(guó)家有關(guān)部門，提出我國(guó)應(yīng)增強(qiáng)對(duì)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(guó)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(shí)證明，中國(guó)科技實(shí)力與經(jīng)濟(jì)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(guó)人大常委會(huì)副委員長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)路甬祥特邀他通過《科學(xué)時(shí)報(bào)》談?wù)剝x器儀表的發(fā)展問題時(shí)，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(gè)概念，“儀器"不是“機(jī)器"。不過，人們經(jīng)常認(rèn)為儀器只是機(jī)械，儀器工業(yè)是機(jī)械工業(yè)的一個(gè)組成部分。這種概念或許是由于國(guó)家把儀器工業(yè)歸口機(jī)械部管理而導(dǎo)致的。同時(shí)，在學(xué)科上，儀器科技僅是機(jī)械學(xué)科的一個(gè)分支。由此，人們?cè)诤荛L(zhǎng)一段時(shí)間里對(duì)儀器的認(rèn)識(shí)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(shí)上，儀器與機(jī)器有很大差異。機(jī)器是改造世界的工具，以認(rèn)識(shí)世界為基礎(chǔ)；而儀器的發(fā)展是建立在認(rèn)識(shí)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(shí)世界的工具，機(jī)器是改造世界的工具。儀器是認(rèn)識(shí)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(gè)角度看，儀器屬于信息技術(shù)科學(xué)，它是認(rèn)識(shí)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(jī)器放到同等地位上，把儀器工業(yè)與機(jī)械工業(yè)同等看待。儀器是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科和技術(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(guó)伯明翰昌司玻璃公司，任研究實(shí)驗(yàn)部物理師。他研制出V—棱鏡精密折射率測(cè)定儀器，該儀器后來成為工業(yè)上的有效工具。他把測(cè)量玻璃等物品的光學(xué)性質(zhì)的度從4位數(shù)提高到5位數(shù)，并由此獲得英國(guó)儀器協(xié)會(huì)*屆“青年儀器發(fā)展獎(jiǎng)"。

    王大珩說：“如沒有的儀器，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(guó)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?yàn)樗鑳x器裝備在當(dāng)時(shí)因封鎖不可能買到，只能依靠我們自己研發(fā)。

    據(jù)中科院長(zhǎng)春光機(jī)所有關(guān)資料記載，“兩彈一星"在研制過程中，在我國(guó)*次核爆試驗(yàn)之前，王大珩指導(dǎo)改裝了用于火球發(fā)光動(dòng)態(tài)觀測(cè)的儀器——高速攝影機(jī)；上世紀(jì)80年代，我國(guó)向南太平洋發(fā)射遠(yuǎn)程運(yùn)載火箭，“遠(yuǎn)望號(hào)"航天測(cè)量船出色完成了火箭再入段的跟蹤測(cè)量任務(wù)，而“遠(yuǎn)望號(hào)"測(cè)控使用的裝備之一，即是王大珩率領(lǐng)的中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所研制的光學(xué)設(shè)備。

    王大珩說：“從上看，約有1/4的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者的工作與儀器研制有關(guān)。如，在實(shí)用激光器誕生之后，美國(guó)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(duì)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(jiǎng)。當(dāng)前，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(shí)，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(shí)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。"王大珩感慨地說。

    王大珩同時(shí)強(qiáng)調(diào)，發(fā)展我國(guó)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(gòu)買國(guó)外儀器設(shè)備開展科研工作無可厚非，但應(yīng)避免產(chǎn)生對(duì)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(duì)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(huì)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(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)起著重要的保障作用。"王大珩闡述了儀器在生產(chǎn)中的意義。

    他以鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的變化為例介紹：“我國(guó)過去的鋼鐵生產(chǎn)是依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的老工人——他們憑借經(jīng)驗(yàn)，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(shí)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?yàn)橛械膬x器儀表測(cè)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，如果沒有的儀器儀表發(fā)揮其檢測(cè)、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。

    據(jù)美國(guó)國(guó)家工業(yè)技術(shù)研究院（NIST）統(tǒng)計(jì)，美國(guó)為了質(zhì)量認(rèn)證和控制、自動(dòng)化及流程分析，每天要完成2.5億個(gè)檢測(cè)。要完成這些檢測(cè)，需要大量種類繁多的分析和檢測(cè)儀器。上世紀(jì)90年代初，美國(guó)商業(yè)部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）評(píng)估儀器儀表工業(yè)對(duì)美國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值（GNP） 的影響作用的調(diào)查報(bào)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(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(guó)家科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》中，第54項(xiàng)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(gè)規(guī)劃項(xiàng)目的執(zhí)筆人。后來，在聶榮臻副總理領(lǐng)導(dǎo)下，國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)成立了儀器儀表專業(yè)小組，我擔(dān)任組長(zhǎng)。從那時(shí)起，我與儀器打交道已有60年歷史。如果從我注意實(shí)驗(yàn)物理的時(shí)間算起，那就有70年了。"王大珩回憶說。

    據(jù)悉，1979年，我國(guó)成立了中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)，*任理事長(zhǎng)是中國(guó)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(shí)，一機(jī)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(jī)械工業(yè)比高低，因此管理部門缺乏對(duì)儀器儀表重要性的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而影響了國(guó)家儀器儀表事業(yè)的發(fā)展。改革開放后，一機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)，發(fā)展成為集傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(hào)傳輸、信號(hào)處理以及控制于一體的測(cè)控過程。特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)、微納米技術(shù)的發(fā)展，測(cè)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(shì)，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(guó)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，缺乏的技術(shù)內(nèi)涵。當(dāng)前，我國(guó)的科技事業(yè)正處于一個(gè)新的機(jī)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zui關(guān)鍵的是如何把不同行業(yè)的專家組織在一起，實(shí)現(xiàn)各個(gè)方面的協(xié)同作戰(zhàn)。