http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 15:11:34 來源:儀表網
“國家投幾億、十幾億元給你們,對國民經濟有什麼用?”常有人這麼問葉培建委員。
作為“嫦娥”dengweixingxiangmudejishufuzeren,yepeijianshifenkanzhongkexueyiqiyanzhi。zaitahexuduokexuejiakanlai,kexueyiqibuguangkeyimanzurenleihaoqixin,yeshijuedingminzuqiantude“國之重器”。
誰說科學儀器賺不了錢?
葉培建在兩會上講了一個故事。“以前的客運火車,工作人員在停車的時候,拿扳手或鋼棍敲敲車輪。你知道他為什麼要敲?聽聲音。”
過去車輪軸承質量不好,長期負荷催生裂紋,敲輪是為了排查異響。貨運火車更容易出問題,卻無法停下來“敲”,因此軸承經常斷裂。
這(zhe)個(ge)難(nan)題(ti),居(ju)然(ran)被(bei)我(wo)國(guo)的(de)一(yi)個(ge)航(hang)天(tian)項(xiang)目(mu)解(jie)決(jue)了(le)。衛(wei)星(xing)上(shang)應(ying)用(yong)的(de)一(yi)種(zhong)紅(hong)外(wai)探(tan)測(ce)儀(yi),可(ke)以(yi)敏(min)銳(rui)地(di)捕(bu)捉(zhuo)到(dao)熱(re)量(liang)的(de)變(bian)化(hua)。把(ba)許(xu)多(duo)紅(hong)外(wai)儀(yi)布(bu)置(zhi)在(zai)鐵(tie)路(lu)沿(yan)線(xian),就(jiu)能(neng)第(di)一(yi)時(shi)間(jian)察(cha)覺(jiao)到(dao)軸(zhou)承(cheng)的(de)熱(re)量(liang)異(yi)常(chang),進(jin)而(er)發(fa)出(chu)警(jing)報(bao)。
葉培建告訴我們,衛星上的儀器,還有很多可以直接或稍加改造後用來“賺錢”。比如衛星上的高精密相機鏡頭,其設計思想可用於很多設備,比如光刻機上——沒有它就別想造出CPU等大型集成電路。而衛星上使用的計算機,功率小,重量輕,耐極端條件,是未來計算機參考的模板。
科學儀器的世俗價值,不像它的“神聖”價值那樣經常被提及。費米實驗室的創建者威爾森,向國會要兩億美元做加速器。被問到“項目是否有助於國防”時答道:“它不能保衛美國,但它讓美國值得保衛。”
實際上,加速器也為人類做出了貢獻——歐洲的粒子加速器實驗室裏,誕生了互聯網。而加速器催生出的新技術,也刺激了電子業的進步。
科學儀器也可以直接用在產業中,著名科學家王大珩曾舉出許多例子:電子顯微鏡、質譜儀、CT斷層掃描儀、X光物質結構分析儀、光學相襯顯微鏡和掃描隧道顯微鏡——既為發明人贏得了諾貝爾獎,又開辟了滾滾財源。
生物產業被寄予厚望,而最受歡迎的生物實用設備,比如基因芯片或極微運動探針,都是實驗室裏的儀器。
而隨著人們對環境和食品安全的重視,原本用於實驗室的各種檢測儀器,也開始為日常生活提供信息。
一切高級機器的原型
“關鍵零部件和儀器儀表支持不夠,是中國裝備製造業的難題。”水下機器人專家封錫盛委員在兩會上談到,中國出資支持重大裝備時,往往忽視先進裝備的基礎工作。
這個基礎說到底,是精密儀器——而科學儀器是其中最精密的,其他機器都發源於此。
蒸(zheng)汽(qi)機(ji)可(ke)能(neng)是(shi)曆(li)史(shi)上(shang)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)機(ji)器(qi)。第(di)一(yi)台(tai)蒸(zheng)汽(qi)機(ji),是(shi)氣(qi)壓(ya)學(xue)家(jia)帕(pa)潘(pan)出(chu)於(yu)興(xing)趣(qu)研(yan)製(zhi)的(de)儀(yi)器(qi),它(ta)利(li)用(yong)蒸(zheng)汽(qi)製(zhi)造(zao)真(zhen)空(kong)。一(yi)百(bai)年(nian)後(hou),格(ge)拉(la)斯(si)哥(ge)大(da)學(xue)的(de)一(yi)個(ge)科(ke)學(xue)儀(yi)器(qi)工(gong)匠(jiang),對(dui)蒸(zheng)汽(qi)機(ji)做(zuo)出(chu)重(zhong)要(yao)改(gai)進(jin),他(ta)就(jiu)是(shi)瓦(wa)特(te)。
18世(shi)紀(ji)開(kai)始(shi),購(gou)買(mai)科(ke)學(xue)儀(yi)器(qi)成(cheng)為(wei)歐(ou)洲(zhou)時(shi)尚(shang),很(hen)快(kuai)大(da)批(pi)實(shi)用(yong)機(ji)械(xie)問(wen)世(shi),這(zhe)不(bu)是(shi)偶(ou)然(ran)的(de)。機(ji)械(xie)發(fa)明(ming)家(jia)往(wang)往(wang)是(shi)科(ke)學(xue)儀(yi)器(qi)匠(jiang)或(huo)鍾(zhong)表(biao)匠(jiang)。英(ying)國(guo)是(shi)當(dang)時(shi)科(ke)學(xue)儀(yi)器(qi)的(de)世(shi)界(jie)中(zhong)心(xin),與(yu)它(ta)成(cheng)為(wei)工(gong)業(ye)革(ge)命(ming)策(ce)源(yuan)地(di)大(da)有(you)關(guan)係(xi)。
最高的精度來源於光學儀器。比如“工業之母”數控機床,它使用一種叫“光柵”的尺子,其標刻的準確度,決定了機床精度的上限。
最好的光柵出自一家德國公司:它花2億歐元建了一個三級隔振的車間,振幅不超過1.5nami,qiewenchazhiyoubaifenzhiyidu。zhejiagongsiyongyoushijieshangzuihaodeyuanzizhong,haiyouzhongguoguojiajiliangjubujubeidechangduchuandibiaozhun。yincideguojichuangdeyishiyongquanqiuzuizhundechizi。
高端製造離不開精密儀器——往wang往wang就jiu是shi科ke學xue儀yi器qi。著zhe名ming的de蔡cai司si公gong司si,既ji生sheng產chan高gao質zhi量liang天tian文wen望wang遠yuan鏡jing和he顯xian微wei鏡jing,也ye生sheng產chan照zhao相xiang機ji鏡jing頭tou和he工gong業ye鏡jing頭tou,這zhe並bing非fei跨kua界jie。光guang學xue儀yi器qi起qi初chu都dou用yong於yu科ke學xue。
飛馳的高速列車,軸承之所以不會折斷,要感謝光學儀器提供的高精度;摩擦最小的活塞引擎,壽命最長的噴氣發動機,也離不開光學儀器“指正”。
fadagongyeguobujinyouxionghoudekexueyiqizhizaojichu,erqiezhengfuyebuganqingshiyiqichuangxin。meiguoguojiaziranjijinheguolijiankangyanjiuyuanchuzhuanzi,tichuyaoquebaomeiguokexueyiqiyedelingxian;歐盟前幾年斥資41億歐元用於輻射源和望遠鏡等新型儀器;日本政府從2004年開始斥巨資研製世界尖端的分析計量儀。
中國儀器產業弱勢
今年初,中國政府宣布撥款8yiyuanzizhukexueyiqi,zheshililaizuidadetouru。danzhongguorengquefakexueyiqidezhizaojingyan,muqianguoneiyejiedaduoshushixiaozuofangshengchan,yanfatouruzhizhanxiaoshoue2%—3%。外國業界則為曆史悠久的巨型企業統治,研發投入平均占銷售額的十分之一。
在江蘇某市,已經形成了一個儀器中心,有一百多個儀器企業,但很多都是以仿製起家,很難說形成了自己的核心競爭力。
中國突飛猛進的科研經費中,大頭用於購置各種高端科學儀器,而這些儀器中國大多不能生產。2010年的科學儀器逆差,就接近100億美元。政協委員朱星參與的一項調研顯示,中國每年上萬億元的科研固定資產投資中,六成用於進口設備,部分領域完全依賴進口。
北京吉天儀器公司的老總告訴科技日報記者,40年前,某些關鍵零部件就隻能依賴進口。比如光譜儀器必用的光電倍增管,直接影響儀器靈敏度和穩定性。40年過去了該器件仍依賴進口,每年花掉該公司300多萬元。
製造精密的科學儀器,需要精密光學和特殊材料學的支撐,而這些領域強調的都是上百年的積累,無法一蹴而就。一個數據是:外國科學儀器公司的開發投入平均占銷售的10%,而我國僅占2%到3%,因此國產儀器隻在中低檔市場徘徊。
全國政協委員、物理學家趙忠賢舉了一個例子:中科院六年前完成的真空紫外激光角分辨光電子能譜儀,在高溫超導體研究中取得了重要成果。“有些儀器的研發難度特別大,也不是短期就能做出來的。”趙忠賢認為,原創性的先進儀器是在國家的科研計劃,包括863計劃﹑973計劃以及科學院和基金委計劃的支持下,長期積累而成的,涉及材料、器件和設計能力及人才培養,是一個綜合的結果。
“一個國家如果不能製造一些高精尖儀器,即使這個國家真的很富有,它仍然算不上真正的發達國家。”趙忠賢說。