天津大學教授、教育部科技委委員、國際光學工程學會會士徐可欣指出,先進的測量科技和精密儀器是科學發(fā)現(xiàn)的工具、技術創(chuàng)新的種子,如質(zhì)譜儀的發(fā)明使我們能按原子、分子的質(zhì)量差異進行分離,檢測物質(zhì)組成;計算機X射線斷層掃描(CT)、核磁共振成像(MRI)等技術使我們可以更早發(fā)現(xiàn)疾??;圖像傳感器(CCD)已是手機、數(shù)碼相機中的關鍵元器件等。
社會需求決定檢測儀器的研發(fā)
現(xiàn)實社會發(fā)展也提出了很多新的科學上必須回答和解決的問題。如工業(yè)排放是如何對氣候變化、環(huán)境乃至人群健康狀態(tài)產(chǎn)生影響的?二惡英濃度低,測量方法復雜并只能離線進行,環(huán)境科學的發(fā)展迫切需要發(fā)明痕量物質(zhì)監(jiān)測的新測量方法和儀器監(jiān)測二惡英。而痕量物質(zhì)對人們健康影響的機理、評估與監(jiān)測方法等更是亟待突破的科學問題。
如上世紀80年代,我國急需制成全國酸雨城市分布圖,而當時的經(jīng)濟條件則決定了需要科研人員自主研發(fā),功夫不負有心人,我國科研人員客服了當時各種困難,憑借著卓越的學識和精湛的技術,最終開發(fā)了我國第一臺離子色譜儀,并馬上轉成商業(yè)化,裝備全國各地城市進行酸雨成分和濃度的檢測。
再舉個跟國防安全相關的事件,比如我國涉及到航天技術或者核武器的開發(fā)時,其使用的檢測儀器必須為國產(chǎn)自主研發(fā),這是基于中國人的使用習慣需求出發(fā),當然也是為了在技術上進行保密,因為一旦使用國外儀器對設備進行檢測,數(shù)據(jù)在在線傳播的情況下,就容易造成國家機密技術的損失。
中國科技新聞學會理事、編審陳寶泉介紹說,測量與儀器科技水平還反映國家實力。美國商務部國家標準與技術研究所上世紀90年代中期發(fā)布的數(shù)據(jù)表明,美國儀器儀表產(chǎn)值約占國民總產(chǎn)值的4%,但它拉動的相關產(chǎn)值卻高達66%。2007年美國商務部國家標準技術研究所的戰(zhàn)略報告指出,21世紀制造業(yè)和人們生活質(zhì)量提高的關鍵是測量技術,此領域對維系國家競爭力也不可或缺。日本為奪回在測量分析儀器上的優(yōu)勢,文部省啟動了尖端測量事業(yè),投資達上百億日元。
高端儀器仍需進口
當前,我國在測量技術與精密儀器方面與世界強國差距大,由此導致的科技創(chuàng)新掣肘影響面廣,如不盡快制定發(fā)展戰(zhàn)略并迎頭趕上,差距會繼續(xù)拉大。陳寶泉分析指出,我國科技投入大幅增加,購置的大型儀器設備已初具規(guī)模。但其中60%是進口設備,尤其是昂貴的高端儀器設備基本都依靠進口。
來自中國儀器儀表學會對中國科學儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況所做的專題調(diào)研結果顯示,2010年,中國科學儀器類出口呈現(xiàn)強勁的復蘇勢頭,達到63.41億美元,同比增幅28.28%.但是該行業(yè)進口總額更大,達到157.3億美元,增長也更快,同比增幅35.23%,進出口逆差達到93.9億美元。
到了2011年,這一趨勢有增無減。數(shù)據(jù)顯示,科學儀器出口呈現(xiàn)回落,達71.02億美元,增長12.0%;進口則依然保持強勁態(tài)勢,達207.48億美元,增長31.9%,進出口逆差首次突破百億美元大關,達到136.46億美元。
中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會專職副理事長李躍光在2013中國科學儀器及實驗室裝備高峰論壇上表示,“事實上,科學儀器進出口逆差并不僅僅存在于去年,而是已經(jīng)成為一種常態(tài)。”更可怕的是,這一逆差呈現(xiàn)逐漸拉大的趨勢。
自主創(chuàng)新掌握核心技術
推進我國測量科技進入世界前沿,要兼顧世界測量科技發(fā)展趨勢和我國階段性需求。專家指出需要重視三個目標。一是原創(chuàng)性測量技術與儀器,二是國家目標導向或測量儀器發(fā)展趨勢引領的測量技術與儀器,三是精密儀器核心技術。這三大目標中,各有一個優(yōu)先展開協(xié)同創(chuàng)新的方向,分別是先進測量方法、微智能探測器與微納器件制作技術。
我國和發(fā)達國家的差距,除產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術積累不夠外,更在于測量原理和儀器設計的原始創(chuàng)新方法上不行。要改變現(xiàn)狀,需要在幾個方向上下大工夫。如能源領域的深海、深地探測,環(huán)境領域中微量化學物質(zhì)的快速檢測,地球尺度環(huán)境風險的預警等;在食品安全與農(nóng)產(chǎn)品藥物殘留檢測方面,探索根據(jù)物質(zhì)的指紋光譜等光學信息建立快速測量識別物質(zhì)成分的方法,特別是痕量物質(zhì)快速測量方法;在生命科學領域,活細胞或蛋白構造的實時觀察,細胞內(nèi)分子信息傳遞的視覺化,細胞與蛋白標識、檢測裝置的研發(fā),如微弱熒光觀察裝置等;攻克復雜條件制約,突破現(xiàn)有測量極限,需改變原有模式、單一原理的方法局限,對不同學科進行交叉和融合,開展基于數(shù)理方法綜合運用的手段創(chuàng)新以實現(xiàn)測量方法的原始創(chuàng)新,上述這些成果將對科技自主創(chuàng)新產(chǎn)生不可估量的影響。
作為中國首臺離子色譜儀其中一位研發(fā)者,劉開祿表示,要有自己的核心技術才能與其他國家競爭,這其中最大的問題就是不要走模仿的道路,再者,科研人員也不要跟隨國外的足跡,進行產(chǎn)品的研發(fā)。業(yè)內(nèi)人士也曾指出,企業(yè)研發(fā)人員往往傾向于跟著國外的研發(fā)趨勢走,而對國內(nèi)許多新的方法未必理解,或者捕捉不到這些信息,不知道國內(nèi)的一些方法也可以轉化應用并獲得很好的效果。
所以,要向占領高端市場,關鍵還在于自主創(chuàng)新,掌握核心技術,只有這樣,我們擁有了別人無法比擬的技術,才能在國際市場上有話語權。