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兩會特別關注:科學儀器是一生產力


“投幾億、十幾億元給你們,對國民經濟有什麽用?”常有人這麽問葉培建委員。
  
  作為“嫦娥”等衛星項目的負責人,葉培建看重儀器研製。在他和許多家看來,儀器不光可以好奇心,也是決定民族前途的“國之重器”。
  
  誰說儀器賺不了錢?
  
  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。你知道他為什麽要敲?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。貨運火車容易出問題,卻無法停下來“敲”,因此軸承經常斷裂。
  
  這個難題,居然被我國的一個航天項目解決了。衛星上應用的一種紅外探測儀,可以敏銳地捕捉到熱量的變化。把許多紅外儀布置在鐵路沿線,就能時間察覺到軸承的熱量異常,進而發出警報。
  
  葉培建告訴草莓视频污破解版,衛星上的儀器,還有很多可以直接或稍加改造後用來“賺錢”。比如衛星上的相機鏡頭,其設計思想可用於很多設備,比如光刻機上——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,耐條件,是未來計算機參考的模板。
  
  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,也了電子業的進步。
  
  儀器也可以直接用在產業中,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——既為發明人了諾貝爾獎,又開辟了滾滾財源。
  
  生物產業被寄予厚望,而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,原本用於實驗室的檢測儀器,也開始為日常生活提供信息。
  
  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,往往忽視裝備的基礎工作。
  
  這個基礎說到底,是精密儀器——而儀器是其中精密的,其他機器都發源於此。
  
  蒸汽機可能是曆重要的機器。台蒸汽機,是氣壓學家帕潘出於興趣研製的儀器,它利用蒸汽製造真空。一後,格拉斯哥大學的一個儀器工匠,對蒸汽機做出重要改進,他就是瓦特。
  
  18世紀開始,購買儀器成為歐洲時尚,很快大批實用機械問世,這不是偶然的。機械發明家往往是儀器匠或鍾表匠(鍾表起初也是儀器)。英國是當時儀器的世界,與它成為工業策源地大有關係。
  
  高的精度來源於光學儀器。比如“工業”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。
  
  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1.5納米,且溫差隻有百分之一度。這家公司世界上好的原子鍾,還有中國計量局不具備的長度傳遞標準。因此德國機床得以使用準的尺子。
  
  製造離不開精密儀器——往往就是儀器。的蔡司公司,既生產高質量天文望遠鏡和顯微鏡,也生產照相機鏡頭和工業鏡頭,這並非跨界。光學儀器起初於。
  
  飛馳的列車,軸承之所以不會折斷,要感謝光學儀器提供的;摩擦小的活塞引擎,壽命長的噴氣發動機,也離不學儀器“指正”。
  
  發達工業國不雄厚的儀器製造基礎,而且也不敢輕視儀器。美國自然基金和健康研究院出專資,提出要美國儀器業的;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;日本從2004年開始斥巨資研製世界的分析計量儀。
  
  中國儀器產業弱勢
  
  今年初,中國宣布撥款8億元資助儀器,這是曆來大的投入。但中國仍缺乏儀器的製造經驗,目前業界大多數是小作坊生產,研發投入隻占銷售額2%—3%。外國業界則為曆史悠久的巨型企業,研發投入平均占銷售額的之一。
  
  在江蘇某市,已經形成了一個儀器,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競爭力。
  
  中國突飛猛進的科研經費中,大頭用於購置儀器,而這些儀器中國大多不能生產。2010年的儀器逆差,就接近100億美元。委員朱星參與的一項調研顯示,中國每年億元的科研固定資產投資中,六成用於設備,部分領域完全依賴。
  
  北京某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。比如光譜儀器的光電管,直接影響儀器靈敏度和穩定性。40年過去了該器件仍依賴,每年花掉該公司300多萬元。
  
  製造精密的儀器,需要精密光學和材料學的支撐,而這些領域強調的都是上的積累,無法一蹴而就。一個數據是:外國儀器公司的開發投入平均占銷售的10%,而我國占2%到3%,因此國產儀器隻在中低檔市場徘徊。
  
  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大,也不是短期就能做出來的。”趙忠賢認為,性的儀器是在的科研計劃,包括863計劃﹑973計劃以及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。
  
  “一個如果不能製造一些儀器,即使這個真的很,它仍然算不上真正的發達。”趙忠賢說。

 

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