主题：【分享】我国科学仪器发展历史和现状

1901年上海科学仪器馆开始经销科学仪器，这是我国正规地接触科学仪器的开始。1932年中国仪器股份有限公司成立，开始修理一些玻璃分析仪器。1950年8月24日，新中国政务院会议通过了李四光（中国科学院副院长）等四位部长联名提出设立中国仪器研制机构的建议，建立了中国仪器研制机构——长春仪器馆（后来改称为长春光机所）。58年长春光机所研制的精密光学仪器，即“八大件，一个汤”，在科技界引起强烈反响，为“两弹一星”及国防精密仪器研究打下了坚实的基础。差不多同时，上海相继出现了雷磁、沪江、科伟、创造等分析仪器厂开始生产pH计、比色计和极谱仪等。应该说新中国老一辈领导人和科学家对科学和科学仪器的发展还是有深远的认识的。早在1956年制定的《十二年科学技术发展规划》所确定的57项重大科技任务中就有一项是“仪器、计量及国家标准”，提出了要“掌握现有的并建立新型的、更完善的控制仪表、精密仪器和化学试剂……”。又在原苏联援建的156项重大建设项目中列入了分析仪器厂的建设项目（北京分析仪器厂）。还在机械工业部成立了仪表局。
　　在1963年制定的规划中，则在工业科学技术部分提出要“加速发展仪器仪表工业，尽快建立一个具有相当水平的仪器仪表工业体系”。此后，又把科学实验提高到“三大革命运动”之一的高度予以推动，大大促进了我国早期科学仪器研究、开发和产业的发展，先后又在上海、南京、沈阳、成都、佛山、厦门等地建立了多家各有特色的大型分析仪器厂及北京地质仪器厂、北京第二光学仪器厂、上海雷磁仪器厂、新天光学仪器厂、长春光学仪器厂、丹东射线仪器厂等一大批专业仪器生产厂家。并在长春光学精密机械研究所的基础上，先后创建了上海、合肥、西安等多个光机所。科学院成立了仪器委员会，并为科研特需建立了真空、生物、天文、显微分析等科学仪器厂。国家还曾通过各种渠道对从天平、比色计、pH计、火焰光度计、水质分析仪器等低挡仪器，一直到分光光度计（1962年完成）、气相色谱仪（1963年完成）、质谱计（1963年完成）、紫外-可见分光光度计（1978年完成）、原子吸收分光光度计、液相色谱仪、核磁共振波谱仪（1975年完成）、电子显微镜等中、高档仪器的研制、开发和产业化投入了大量的人力、物力和经费，并且取得了许多喜人的成果，虽然绝大多数是跟踪性研究，但也产生了像氢化物发生非色散原子荧光光度计这样具有自主知识产权的优秀成果。然而由于当时国内外条件的限制，加上体制上的局限和人们观念上的束缚，许多成果未能实现产业化，产业化了的成果也大都存在稳定性和可靠性差的通病，更有一些研究久攻不下，流产了，“买了个教训”。
　　在1978年全国科学大会上，方毅指出“拥有先进的科学实验手段，这是科学技术现代化的一个重要标志”。国务院曾决定仪器仪表单列管理，成立了国家仪器仪表局，在全国范围投入了较多的资金和人力进行仪器的研究开发，取得了较好的效果。不仅研制成功了带5个检测器的气相色谱仪和高效液相色谱仪，还通过技术引进和消化、吸收，搞成了30万吨乙烯、30万/60万千瓦火电站的成套过程分析仪器。但是，后来由于人们认识上的变化，科学仪器被简单地看作是科技发展的“支撑条件”（例如，从1986年开始的历次国家科技发展规划中都把“仪器研发”放在了“科技发展支撑条件和措施”一栏中，以至进入90年代后国家仪器仪表局干脆被最后撤消），加上市场经济（主要是国外仪器的拥入）的冲击和国有体制的束缚，我国科学仪器的发展经历了一个低潮期，许多大型分析仪器厂纷纷入不敷出、难以为继，产业曾经一度明显萎缩。进口的国外分析仪器占据了国内市场的70%，大型精密仪器更是100%进口。这种情况，引起了有识之士的高度忧虑和重视。
　　1995年卢嘉锡等20位院士给中央领导提出了“关于振兴仪器仪表工业的建议”；卢先生还在1996年12月19日说：“国产分析仪器一定要有一个质的飞跃，要创出中国的名牌，并走向世界，振兴中国的分析仪器工业是当务之急，也是国内诸多科研单位和仪器厂家应该树立的奋斗目标”；2000年王大珩等11位院士又提出“我国仪器仪表工业急需统一规划和归口管理”的建议；卢世壁等11位院士也发出发展生物医学工程产业迫在眉睫的呼吁；以金国藩院士为组长的仪器仪表专题调查组在3个月调查的基础上，向国家计委、经贸委和科技部提交了“关于振兴我国仪器仪表产业对策的建议”；
　　在这期间，香山会议有大约20次都涉及到了科学仪器的研发内容，其中更有8次是专门讨论科学仪器的研发问题的。
　　在2000年第154次“现代科学仪器前沿技术与分析科学”香山会议上专家们更明确指出：科学仪器“是高技术产物，属高技术领域”，“科学仪器是信息的源头，是信息产业不可缺少的组成部分，对促进国民经济、科学技术、国防建设具有巨大的作用；现代科学仪器既是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主体内容之一和创新成就的重要体现形式，标志着国家创新能力和科学技术发展的水平，牵涉国家的可持续发展”，表示“赞同和支持王大珩、杨家墀等11位院士提出的关于仪器仪表工业统一规划和管理的建议以及韦玉、卢世壁等11位院士提出的关于发展我国医疗器械产业的呼吁”。
　　在这种背景下，随着人们对发展科学仪器重要性认识的提高和国有经济体制改革的深入及民营企业的崛起，加上整个经济发展加速所起的带动作用，科技部从“九五”开始把“科学仪器的研制和开发”列入了国家科技攻关项目并逐渐增加投入，还把科学仪器研发工程中心列入“国家工程技术研究中心”计划项目；国家自然科学基金委员会也设立了科学仪器研究专项，情况终于有了好转。科学仪器的研究开发和产业的发展才逐渐开始走出低谷。
　　纵观这一段历史，人们不难发现我国的科学仪器研究开发及其产业发展还存在较多和较大的问题。这些问题归结起来，主要有：
　　1） 人们（包括一些领导和有影响的科学家）对于科学仪器特别是发展我国自己的科学仪器的重要性长期缺乏足够的认识，本来，科学仪器是科学发展的基础。门捷列夫说：“科学是从测量开始的”，而测量的物质基础是仪器。钱学森先生则认为：“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、通讯技术三部分组成。测量技术是关键和基础”。可见作为测量技术物质基础的科学仪器是信息的源头，科学仪器产业是信息产业。英国著名科学家H.Pavy也曾经明确指出：“Nothing begets good science like development of a good instrument”（发展一种好的仪器对于一门好科学的贡献超过了任何其他事情）。正因为科学仪器对于科学发展具有如此巨大的推动作用，所以一个多世纪以来，诺贝尔奖有1/4以上的物理、化学和生物医学奖是发给那些在科学仪器方面有杰出创新的科学家的。或者换一种方式说：有68.4%的物理学奖项目、74.6%的化学奖项目、90%的生物医学奖项目是借助各种先进的仪器完成的。2002年的化学奖更完全奖给了3名在分析仪器研究方面有杰出贡献的分析化学家。因此，1991年诺贝尔化学奖得主R.R.Ernst才会深情地说：“现代科学的进步越来越依靠仪器的发展”。反观我国，长期以来流行的却是“不能以数学形式表述的科学不是真正的科学”，“XX不能XXX是常识，用不着实验验证”。殊不知“由新工具开创的科学新方向远比由新概念开创的科学新方向要多得多。由概念驱动的革命的影响是用新概念去阐明旧事物。而由工具驱动的革命的影响是去发现需要阐明的新事物”（New directions in science are launched by new tools much more than by new concepts. The effect of a concept-driven revolution is to explain old things in new ways. The effect of a tool-driven revolution is to discover new things that have to be explained）（美国能源部杰出科学家R. F. Hirsch博士）。加上近年来在提职、评估等方面的浮躁和虚夸风及急功近利思想的影响，使许多人想的是如何“走捷径”，多出“高水平”的SCI影响因子高的文章。于是立题时拼命要经费，经费一到手，急忙向国外订“最好的仪器”。很少有人想自己动手去研制新仪器。以为有了“一流的仪器”，就可以做出“一流的工作”。
　　还应该指出，把科学仪器仅仅当作科研支撑条看待是不够全面和准确的。不错，对于许多一般的研究来说，科学仪器是工具、是支撑条件。但是，对于原始创新性研究来说，创造新的科学仪器本身就是最重要的创新！应充分认识创新科学仪器对实现源于中国的源头性创新的重要性。因为正是科学仪器才是科学研究获得实验数据、验证理论、揭示自然规律、开拓新研究领域的手段。
　　只有有了新手段，才有可能获得更多新数据、揭示新的自然规律、开拓真正新的研究领域。这正如中科院院长路甬祥最近所指出的，我们搞基础研究总是靠买国外现成的先进仪器，这样只能做一些与外国类似的研究。现在不少发达国家对科学仪器发展转入有意识有目标的政府行为，并专门制订发展战略。为科学仪器发展及研制制订具体的专项计划和预算。因此在科学仪器创新的问题上我们面临一个历史性的挑战。
　　（2）我国科学仪器方面的科技创新和成果转化及产业化能力都明显不足，原始创新性成果微乎其微，由于上述思想的影响，科技界和管理层普遍不把研制仪器摆到重要的议事日程上，认为国产的仪器，特别是中、高挡仪器不如人家的，所以买人家的就行了，用不着花时间、金钱和精力去研究它。即使有人费尽千辛万苦跟踪国外先导技术研制成功了某种先进仪器，也往往不被重视，认为不过是一种学习而已，谈不上更多的发明创造。对它的评价往往还不如对某个学生用“炒菜”方式合成出来的某个不知何时才会有用的“新化合物”（或者某个“300年以后才有用”的理论）高，因为前者发表不了“高影响因子”的论文。在这种背景下，即使有人在某些仪器方面取得了创新性成果，也不愿意或没有能力去把它转化成为可以推广应用的产品，从而变成了所谓的“科研垃圾”。要把它产业化就更是难上加难了，因为这需要许多经费，而这种经费的来源却非常有限。那些生产科学仪器的厂家又没有实力从源头上开展科学仪器的创新研究（形成对照，在美国最有名的前十个研究机构中有5个是企业办的）。这些因素的综合结果是使我国科学仪器方面的科技创新和成果转化及产业化能力都明显不足，原始创新性成果更是少之又少。
　　3）我国科学仪器产业还处于幼稚阶段，难以满足高科技发展的需要，以至出现了科学研究，特别是前沿基础科学研究“空心化”的危险状况上述情况的必然结果是，国产科学仪器始终难有长足的发展，不仅在质量上如此，就是在销售额和市场占有率方面也都如此。目前全国虽然有分析仪器厂家近150家，但是多数都重复生产着抵挡的天平、光度计、pH计、气相色谱仪、原子吸收分光光度计等仪器或者为别人做代销，完全靠自身的产品销售额超过1000万元的仅有大约20家。而且大都有产品比较单一，缺乏自行研究开发新产品能力的问题。真正有能力生产高档仪器的厂家微乎其微。可见，我国的这个科学仪器产业还确实处在幼稚阶段，在一定时间，一定程度上政府对科学仪器产业给予支持是必要的、合理的。
　　然而另一方面，搞高科技基础研究的人员，除思想认识和观念因素外，还受课题和任务的时限及无高级技术人员（理解科研的技术人员）合作等条件的限制，加上对国内精加工和关键零部件供应情况不熟，对国产仪器的质量又存在担心，所以多数情况下都是去购买国外的高档仪器。在国家级或者省、部级实验室很少看到几件国产仪器。谁都知道，科学仪器是这些高级实验室的“心脏”，正是这个“心脏”现在却全是从人家那儿买来的。有朝一日，如果有什么风吹草动，断掉了这条路，岂不是心脏就要空了吗？这种高科学技术的“空心化”现象，难道不值得我们深深地忧虑吗？
　　4） 国家缺乏大力发展我国科学仪器的统一，明确而切实的战略规划，重复立项，低水平重复，浪费了许多宝贵的资源和时间，前已述及，我们国家有过许多规划（包括科学技术发展规划），应该说总的来说是很成功的。但是，就科学仪器而言，由于长期来对它的重要性缺乏足够的认识，特别是近二十年来，一直没有从国家发展的整体层面作过整体规划。甚至长期把科学仪器与一般被动式仪表放在一起加以管理。所谓“仪器仪表”已经成为一个通用的术语。其实，仪器和仪表虽然都是认识世界的工具，但却完全不是同一个层次上的工具。严格意义上的仪表只是一类被动地认识世界的工具，而仪器却是主动地认识世界进而实现对过程的调控以至科技创新的工具。如果说创新是一个民族繁荣和发展的不竭的源泉，那么科学仪器则是这个民族赖以实现创新的最重要和最主要的工具。
　　因此，为了全民族更快的繁荣和发展，完全有必要从全局出发制定一个全国性的规划，尽快把科学仪器，包括中高档仪器搞上去。而不能像现在这样许多部门都管，又都没有站在全局的立场上去管。互不通气，造成低水平重复，谁也不去碰高档仪器，浪费许多国家宝贵的资源。
　　“九五”以后，这种情况虽然有所改变和好转，例如国家自然科学基金委员会和科技部就有了一些分工和衔接，并且开始加大了投入力度。但是资助规模和强度仍然很小，高挡仪器投入更少。在2003年3月15日全国人民代表大会通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》中，首次把仪器仪表放在了振兴装备制造业的政策和措施的重要位置上。
　　2004年4月国家发改委工业司又制订了《仪器仪表国债专项规划》，明确提出要培育和发展不少于30个具有综合实力和相当规模的仪器仪表生产发展基地和重点企业。这些措施对于科学仪器的发展看起来都是好消息。但是，仔细分析一下就可发现，这些政策制定者的着眼点，主要是针对我国步入重化工业新时期的现状，为了实施国家重点工程项目的配套需要。所看重的主要是过程测控仪器和仪表。重视这方面的工作当然无可厚非，因为这些重点工程项目（如三峡大坝、西气东输、西电东送、南水北调、北京奥运工程、种子工程、动物保护工程、三河三湖二控一市一海工程、三北防护林建设、长江上游退耕还林等等）的实施，关系着我国整体实力和人民生活的迅速提高，也关系着国家的长治久安和可持续发展。目前，有关部门对以市场需求为导向的，特别是近期急需的科学仪器已有较多关注和支持，而针对科技前沿创新，以科学目标为导向的科学仪器基础研究却仍然重视不够。我们的视野应由局部转向全局，摆对近期和未来的关系，制定一个发展我国科学仪器的统一而又切实可行的规划。
　　5） 迄今没有建立起真正有效的高水平科学仪器创新人才培养体系，在高等学校众多的学科和专业中，与科学仪器密切有关的专业主要有理科的分析化学、计量学，工科的光学仪器、精密仪器与机械、测试计量技术与仪器、电磁测量技术与仪器、生物医学工程及仪器、分析仪器等。但是传统分析化学学科并不讲仪器如何研制、开发，工科的精密仪器制造等专业又很少涉及仪器的具体应用。两者培养的人才都无法满足科学仪器创新人才的要求。近几年不少大学正在尝试的科学仪器系则都还处于探索阶段，还没有真正培养出发展科学仪器所需要的复合型人才。