我國科學儀器事業的發展戰略和目標
一 前言
現代科學儀器已經走出實驗室，在社會經濟、文化持續發展及國家安全、社會安定等領域發揮越來越大的作用，并已開始突破儀器—機器傳統界限(例如置備色譜儀、PCR擴增儀等)成為新穎的物質生產手段。但我國科學儀器領域的科技和產業水平與世界先進水平的差距還很大，我們必須認真思考、大力推行振興我國科學儀器事業的種種戰略、戰術問題和應果斷采取的具體措施。
本文擬從科學儀器的地位和作用以及我國的具體國情著眼、參考世界科學儀器事業的發展趨勢，探討我國發展科學儀器事業應采取的總體戰略，提出近、中期(10～15年)內我國的發展目標。
二 科學儀器事業的作用和地位
進入21世紀，世界各國都已把科學儀器的科技和產業發展列入緊迫議程中，給予前所未有的重視和支持。關于科學儀器事業對現代科技、經濟發展及國家安全、社會安定、民眾健康等方面的重大作用和地位，簡略表達如下：
(1)它是“信息時代”的基礎：科學儀器最根本的用途是為各種基礎學科和社會活動、產業提供分析、檢測手段，從而獲取種種宏觀、微觀、靜態、動態和實時的信息；信息的獲取是信息時代的源頭和基礎。
(2)它是現代科技發展的“先行官”：現代科技的發展依賴于科學儀器事業的發展，已經是不爭的事實。據統計，20世紀中有27項諾貝爾獎項目直接與新科學儀器導致的新發現或本身就是科學儀器的創新有關；在20世紀所有諾貝爾獎獲獎項目中，物理學科的68.4％、化學學科的74.6％、生物醫學學科的90％都直接與實驗有關或本身就是實驗項目，所有新科學實驗必須有新科學儀器才能完成！
(3)它是現代社會經濟發展的“倍增器”：美國商務部在1992年公布過調查報告，當時儀器儀表產值只占全美GDP的4％，但由儀器儀表發展拉動的相關經濟部門的產值卻達到GDP的66％！僅就科學儀器中的分析儀器而言，當時僅在美國，每天就要用各種分析儀器完成2.5億次分析檢測工作，美國每年只是在分析測試工作中所花費的費用就高達500億美元！
由于新科學儀器技術的發展和推廣應用，往往可使某一產業(例如煉油、石油化工等)發生巨大變革、產值猛升的事例舉不勝舉，由于新科學儀器的研發、促使某種新產業(例如科技農業、環境保護產業等)的興起事例也不罕見。
(4)它是國家安全、民族獨立的“辟邪劍”：21世紀世界政、經、軍形勢變化劇烈；要保衛國家安全和民族獨立，只有發展相應的科學儀器科技和產業提供先進的軍用科學檢測、控制儀器，才是真正可靠，有效的“辟邪劍”！
(5)它是社會安定、經濟持續發展的“物化法官”：我們必須振興我國儀器儀表事業，尤其是更敏銳、更可靠實用的科學儀器，依靠科學、客觀的分析檢測信息“法官”，去打擊犯罪、防治病害，促進我國社會安定和經濟的可持續發展。
三 發展我國科學儀器事業應有的總體戰略
現在，盡快振興我國科學儀器科技和產業的決心已下，但面對在“天地人、理化生、陸?？?、吃穿用、生老病”廣泛領域都發揮重大作用的種種科學儀器，我們應如何根據國情和實際需求抓什么、如何抓？確實是重要問題，也就是說我們不能泛泛而論、什么都抓，結果什么也抓不好。確實應該冷靜分析、反復論證，提出明確、可行又有效的發展戰略。
1. “戰勢未行，先鼓聲勢”
要加強發展科學儀器事業的宣傳工作，要發展我國科學儀器事業，首先要戰略上重視、動員方方面面做好宣傳教育工作，把科學儀器對國家建設、安全、獨立及對于可持續發展，民生健康安全等方面的作用和地位講深講透，“官兵上下”真正認識到科學儀器的“四兩撥千斤”作用；只有戰略上重視，真正做好思想準備，打消模糊觀念，我們才能真正實現發展科學儀器事業的決心！
因此，科技界尤其儀器儀表設計研制領域和儀器儀表應用領域的“官兵”們責無旁貸要擔起這個任務。很高興看到中科院化學部出面組織“我國科學儀器發展戰略咨詢專家會議”！我們儀器儀表設計研制者也已經注意到分析化學—分析技術—分析科學的變化，我們更加歡迎科學儀器“用戶”們“溯本求源”，積極投入到科學儀器的研究、開發潮流中來！
2. “兵馬未動，糧秣先行”
要加大科學儀器研究、開發的政策和資金投入，我們強調的不僅僅是國家的投入(如“十五”、“十一五”國家科技攻關，國家自然科學基金，中科院儀器改造、更新基金等)，更強調加大社會投入！如何能在“宣傳鼓動”戰略方面多動腦筋，把企業和民間社會游動資金動員出來投入科學儀器的發展，實在也是大手筆的戰略行動！
這里提到“政策投入”，是因為作為提升我國科技、經濟、國防水平的發展基礎，發展我國科學儀器事業不是一草一木、小打小鬧的細瑣工作，而是關系到我國目前發展、將來前途的大事，光有錢、有人還是不夠的；尤其在中國，政策是極其重要的，所以“政策投入”是必要的！我們應該從各方面多做工作，為發展科學儀器事業爭取如同國家對IT產業的政策(包括資金投入、稅收、市場等方面一系列配套政策)以及種種有關人事、管理方面的具體政策。
3. “有所為有所不為”和“跳躍創新”的發展戰略
科學儀器科技和產業門類繁多，只能因時因地抓重點。建議由國家相關機構(例如科技部、科學院、儀器儀表學會、化學學會等)召集建立適當的專家咨詢組織，與時俱進、因勢利導地提供戰略方向，組織全國人才、力量，提出新型的“攻關措施”逐項突破。
對于關鍵性的科學儀器硬件和軟件(研發、生產和應用)的發展，應該在提倡自主知識、開發的基礎上鼓勵“跳躍創新”的戰略，如同王選教授研發激光照排印刷技術時的戰略，不能再走模仿外國的老路；而且在新時代，我國的人力、物力資源已比以前優裕得多、條件好得多，更應也更能“跨越創新”。
4. “產、學、研、用”相結合戰略
以新思維落實“產學研用結合”，是強調以科學儀器企業為主的結合。今天，我國經濟實力大增，市場經濟體制基本建立，包括國企、民企在內的科學儀器企業已有能力擔當科學儀器事業發展的主力責任。如何更新思維、鼓勵企業、支持企業走到發展我國科學儀器事業的前列，值得我們思考。這也是全球眾多科學儀器企業已經實施多年的有效經驗，我國現在條條框框少了，企業實力強了，應該能結合國情真正落實“產、學、研、用”結合！
5. 提倡“拿來主義”
發展我國科學儀器事業不能再局限于國內資源(技術、人才、物質)，要發揚“拿來主義”，包括國際合作、引進技術并再予以改進、創造，采用先進、合用的材料器件以及適用的零部件，移植、活用國際營銷、服務系統把國產儀器投入世界市場，以及聰明吸收、運用國際資金為我所用。
6. 調整、加強科學儀器人才培養戰略
科學儀器科技和產業所要求的人才，要求既有扎實的基礎知識，又有跨學科的較廣泛專業知識，須專門培養。例如分析儀器專業培養的人才必須在一般儀器儀表教學計劃中加入化學、生物學科課程的教學、實驗，否則不能適應分析儀器科技和產業部門的需要。
為適應科學儀器事業的發展需要，如何確定適當、適用的人才培養戰略是非常重要的?！斑厡W邊用”、“先外行再內行”的人才當然也需要，但為什么不培養專業對路的專門人才？全球經濟、科技發展如此迅速，專門化人才需求如此急迫，科學儀器研發和應用人才有這么明顯的專門性，沒有適路、適用的人才培養戰略就不可能保證我國科學儀器事業的快速、持續發展。
四 在近、中期爭取達到的目標
在上述總體戰略指引下，本著有選擇、有重點和自主知識、跨越式發展的發展方針，以我國國情為主、考慮國際科學儀器事業發展趨勢，應爭取近、中期在下列方面達到發展目標。
1. 10年后成為全球科學儀器軟件供應大國
跳出“儀器就是硬件”的老框框，大力發展科學儀器操作、應用軟件，系統和網絡平臺技術，爭取在10年后成為全球科學儀器軟件供應大國。
過去一提科學儀器就想到“大型、精密”而且十分嬌氣的硬件設備，在這數字化時代科學儀器的核心知識、技術支撐已經逐步偏向軟件?，F代實驗室和在線、現場科學儀器的操作和應用軟件已經成為儀器的核心知識，其價值超過儀器硬件，尤其是自動控制、網絡連結、數據和應用信息的分析、處理、傳輸、應用，不但涉及各種光、機、電、算領域的交叉學科知識，而且大量運用種種數學運算(如傅里葉變換、小波變換、人工神經網絡等)和各種專門知識(例如化學計量學知識等)。因此，發展科學儀器事業已不再是光、機、電工程師或分析化學、醫學人員較為簡單的硬件設計、制造、組裝、調試問題。
我們在工學和理學領域已經培養了熟悉數字化設計和應用的眾多人才，使我們在現代科學儀器軟件開發方面大為有利；應該有意識地發揮長處，引導科學儀器軟件開發勢頭，組建眾多的科學儀器操作和應用軟件開發團隊，以軟件優勢彌補硬件欠缺，面向全球、成為科學儀器軟件、系統或網絡平臺的供應大國。
2. 10年后成為全球網絡化儀器科學儀器先進國家
當今數字化、網絡化成為全球各領域發展主流，科學儀器網絡化、虛擬化勢在必行。但在最近幾年內真正適用、可靠的網絡化、虛擬化科學儀器研發和應用的報道還不多，因此如果我們抓緊動手還是處于與國際同行的同一起跑線上。充分發揮我們的優勢，加上我們身上的包袱不多(不像眾多跨國公司老產品、老技術多、不舍得輕易卸載)，網絡化、虛擬化研發的硬件工作、資金投入也相對較少，在10～15年內我們應該可以在科學儀器網絡化、虛擬化的研發、推廣應用方面走到世界前列。
3. 小型化、微型化、芯片化方面加緊工作、爭取先進
科學儀器通過數字化、固態化、硅工藝化實現小型化乃至微型化，目前已成為國際先進潮流，我國也已有許多專家、單位積極投入并已取得了很好成果?？茖W儀器的小型化、微型化意味著微量試樣仍可準確可靠分析檢測，在生物、醫學、化學等領域有極大學術意義和明顯的社會、經濟效益；另一方面，還可適應現代高科技的種種新要求(例如航空航天應用、野外現場觀測、戰場實地監測等)，輕、小、故障少(固態化儀器無活動部件、無磨損、甚至“零故障”)以及廉價便用(“傻瓜化”)，也是各種專用化和家用化市場的亮點。
這種研發和應用微型化、固態化、芯片化(Lab on a chip)的科學儀器發展新潮方興未艾，我國已經跟進并取得不少進展。只要我們抓住時機，組織好隊伍，加大投入，相信會在10～15年內達到世界先進水平，成為我國科學儀器事業發展的重大標志。
4. 專用和家用、個人用科學儀器
科學儀器已越來越擺脫“通用”(萬能)模式，為各專業領域研發了種種專用化儀器(如大氣污染監測儀、汽車尾氣檢測儀、戰場生化或毒氣快速偵測系統、家用飲用水質檢查儀、有毒氣體報警儀，裝修衛生檢測儀、個人用血糖檢查儀、心血管疾病病情隨身測報儀等等)。專用化、家用化和個人用儀器(Personal Instrument, PI)是新時代的新發展趨勢，科技價值和市場潛力極大，應該成為我國科技發展重點之一予以關注。
目前，我國科學儀器產、學、研、用各部門都已注意到這種趨勢、并已開展了相當大范圍的研發和推廣應用工作，取得了空前成果。我們完全可以期望：在加強協作和投入后，在10～15年以后中國將成為專用化、家用和個人用科學儀器全球主要供應國，在學術和科技方面有很多項國際領先的亮點。
5. 大產業在線、現場用科學儀器
在工業、科技農業等大生產領域，提高生產效率、降低能源和原料消耗、減小環境污染影響、保證生產安全、提高產品質量等要求，是新世紀經濟全球化的迫切要求；在現代化大生產領域依靠工人經驗或簡單的溫度、壓力、流量儀表的時代已經過去?？裳b在生產現場、工藝流線(管道)上的全自動分析檢測儀器成為現代大產業的標志。而在高山、大海、荒地等無人區可無人監守的種種環境、生態檢測儀器、地理和地震監測系統等也是國家現代化的標志。
在這些領域的先進科學儀器和系統的研發和應用方面，我國與世界先進水平差距還很大，例如國外已有多種機載、星載科學儀器不間斷監測全球經濟、軍事動態變化，很多國家已在化工、制藥、農產品等領域裝備了近紅外光譜分析檢測儀器等先進在線分析儀器；在我國，電力、冶金、石油、化工、水泥等工業部門用的在線測控科學儀器，仍是至今大量進口的昂貴裝備。正是因為流程、在線、現場用科學儀器對國家發展、人民健康安全的極大重要性和不可缺少性，我們必須將其列入我國科學儀器發展規劃中，而且應予以重點支持，組織力量予以攻克。我們期望在今后10～15年內我國能夠研發更多具有自主知識產權的流程、在線、現場用科學儀器，盡可能減少對進口儀器的依賴度。
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