我国科学仪器事业的发展战略和目标
一 前言
现代科学仪器已经走出实验室，在社会经济、文化持续发展及国家安全、社会安定等领域发挥越来越大的作用，并已开始突破仪器—机器传统界限(例如置备色谱仪、PCR扩增仪等)成为新颖的物质生产手段。但我国科学仪器领域的科技和产业水平与世界先进水平的差距还很大，我们必须认真思考、大力推行振兴我国科学仪器事业的种种战略、战术问题和应果断采取的具体措施。
本文拟从科学仪器的地位和作用以及我国的具体国情着眼、参考世界科学仪器事业的发展趋势，探讨我国发展科学仪器事业应采取的总体战略，提出近、中期(10～15年)内我国的发展目标。
二 科学仪器事业的作用和地位
进入21世纪，世界各国都已把科学仪器的科技和产业发展列入紧迫议程中，给予前所未有的重视和支持。关于科学仪器事业对现代科技、经济发展及国家安全、社会安定、民众健康等方面的重大作用和地位，简略表达如下：
(1)它是“信息时代”的基础：科学仪器最根本的用途是为各种基础学科和社会活动、产业提供分析、检测手段，从而获取种种宏观、微观、静态、动态和实时的信息；信息的获取是信息时代的源头和基础。
(2)它是现代科技发展的“先行官”：现代科技的发展依赖于科学仪器事业的发展，已经是不争的事实。据统计，20世纪中有27项诺贝尔奖项目直接与新科学仪器导致的新发现或本身就是科学仪器的创新有关；在20世纪所有诺贝尔奖获奖项目中，物理学科的68.4％、化学学科的74.6％、生物医学学科的90％都直接与实验有关或本身就是实验项目，所有新科学实验必须有新科学仪器才能完成！
(3)它是现代社会经济发展的“倍增器”：美国商务部在1992年公布过调查报告，当时仪器仪表产值只占全美GDP的4％，但由仪器仪表发展拉动的相关经济部门的产值却达到GDP的66％！仅就科学仪器中的分析仪器而言，当时仅在美国，每天就要用各种分析仪器完成2.5亿次分析检测工作，美国每年只是在分析测试工作中所花费的费用就高达500亿美元！
由于新科学仪器技术的发展和推广应用，往往可使某一产业(例如炼油、石油化工等)发生巨大变革、产值猛升的事例举不胜举，由于新科学仪器的研发、促使某种新产业(例如科技农业、环境保护产业等)的兴起事例也不罕见。
(4)它是国家安全、民族独立的“辟邪剑”：21世纪世界政、经、军形势变化剧烈；要保卫国家安全和民族独立，只有发展相应的科学仪器科技和产业提供先进的军用科学检测、控制仪器，才是真正可靠，有效的“辟邪剑”！
(5)它是社会安定、经济持续发展的“物化法官”：我们必须振兴我国仪器仪表事业，尤其是更敏锐、更可靠实用的科学仪器，依靠科学、客观的分析检测信息“法官”，去打击犯罪、防治病害，促进我国社会安定和经济的可持续发展。
三 发展我国科学仪器事业应有的总体战略
现在，尽快振兴我国科学仪器科技和产业的决心已下，但面对在“天地人、理化生、陆海空、吃穿用、生老病”广泛领域都发挥重大作用的种种科学仪器，我们应如何根据国情和实际需求抓什么、如何抓？确实是重要问题，也就是说我们不能泛泛而论、什么都抓，结果什么也抓不好。确实应该冷静分析、反复论证，提出明确、可行又有效的发展战略。
1. “战势未行，先鼓声势”
要加强发展科学仪器事业的宣传工作，要发展我国科学仪器事业，首先要战略上重视、动员方方面面做好宣传教育工作，把科学仪器对国家建设、安全、独立及对于可持续发展，民生健康安全等方面的作用和地位讲深讲透，“官兵上下”真正认识到科学仪器的“四两拨千斤”作用；只有战略上重视，真正做好思想准备，打消模糊观念，我们才能真正实现发展科学仪器事业的决心！
因此，科技界尤其仪器仪表设计研制领域和仪器仪表应用领域的“官兵”们责无旁贷要担起这个任务。很高兴看到中科院化学部出面组织“我国科学仪器发展战略咨询专家会议”！我们仪器仪表设计研制者也已经注意到分析化学—分析技术—分析科学的变化，我们更加欢迎科学仪器“用户”们“溯本求源”，积极投入到科学仪器的研究、开发潮流中来！
2. “兵马未动，粮秣先行”
要加大科学仪器研究、开发的政策和资金投入，我们强调的不仅仅是国家的投入(如“十五”、“十一五”国家科技攻关，国家自然科学基金，中科院仪器改造、更新基金等)，更强调加大社会投入！如何能在“宣传鼓动”战略方面多动脑筋，把企业和民间社会游动资金动员出来投入科学仪器的发展，实在也是大手笔的战略行动！
这里提到“政策投入”，是因为作为提升我国科技、经济、国防水平的发展基础，发展我国科学仪器事业不是一草一木、小打小闹的细琐工作，而是关系到我国目前发展、将来前途的大事，光有钱、有人还是不够的；尤其在中国，政策是极其重要的，所以“政策投入”是必要的！我们应该从各方面多做工作，为发展科学仪器事业争取如同国家对IT产业的政策(包括资金投入、税收、市场等方面一系列配套政策)以及种种有关人事、管理方面的具体政策。
3. “有所为有所不为”和“跳跃创新”的发展战略
科学仪器科技和产业门类繁多，只能因时因地抓重点。建议由国家相关机构(例如科技部、科学院、仪器仪表学会、化学学会等)召集建立适当的专家咨询组织，与时俱进、因势利导地提供战略方向，组织全国人才、力量，提出新型的“攻关措施”逐项突破。
对于关键性的科学仪器硬件和软件(研发、生产和应用)的发展，应该在提倡自主知识、开发的基础上鼓励“跳跃创新”的战略，如同王选教授研发激光照排印刷技术时的战略，不能再走模仿外国的老路；而且在新时代，我国的人力、物力资源已比以前优裕得多、条件好得多，更应也更能“跨越创新”。
4. “产、学、研、用”相结合战略
以新思维落实“产学研用结合”，是强调以科学仪器企业为主的结合。今天，我国经济实力大增，市场经济体制基本建立，包括国企、民企在内的科学仪器企业已有能力担当科学仪器事业发展的主力责任。如何更新思维、鼓励企业、支持企业走到发展我国科学仪器事业的前列，值得我们思考。这也是全球众多科学仪器企业已经实施多年的有效经验，我国现在条条框框少了，企业实力强了，应该能结合国情真正落实“产、学、研、用”结合！
5. 提倡“拿来主义”
发展我国科学仪器事业不能再局限于国内资源(技术、人才、物质)，要发扬“拿来主义”，包括国际合作、引进技术并再予以改进、创造，采用先进、合用的材料器件以及适用的零部件，移植、活用国际营销、服务系统把国产仪器投入世界市场，以及聪明吸收、运用国际资金为我所用。
6. 调整、加强科学仪器人才培养战略
科学仪器科技和产业所要求的人才，要求既有扎实的基础知识，又有跨学科的较广泛专业知识，须专门培养。例如分析仪器专业培养的人才必须在一般仪器仪表教学计划中加入化学、生物学科课程的教学、实验，否则不能适应分析仪器科技和产业部门的需要。
为适应科学仪器事业的发展需要，如何确定适当、适用的人才培养战略是非常重要的。“边学边用”、“先外行再内行”的人才当然也需要，但为什么不培养专业对路的专门人才？全球经济、科技发展如此迅速，专门化人才需求如此急迫，科学仪器研发和应用人才有这么明显的专门性，没有适路、适用的人才培养战略就不可能保证我国科学仪器事业的快速、持续发展。
四 在近、中期争取达到的目标
在上述总体战略指引下，本着有选择、有重点和自主知识、跨越式发展的发展方针，以我国国情为主、考虑国际科学仪器事业发展趋势，应争取近、中期在下列方面达到发展目标。
1. 10年后成为全球科学仪器软件供应大国
跳出“仪器就是硬件”的老框框，大力发展科学仪器操作、应用软件，系统和网络平台技术，争取在10年后成为全球科学仪器软件供应大国。
过去一提科学仪器就想到“大型、精密”而且十分娇气的硬件设备，在这数字化时代科学仪器的核心知识、技术支撑已经逐步偏向软件。现代实验室和在线、现场科学仪器的操作和应用软件已经成为仪器的核心知识，其价值超过仪器硬件，尤其是自动控制、网络连结、数据和应用信息的分析、处理、传输、应用，不但涉及各种光、机、电、算领域的交叉学科知识，而且大量运用种种数学运算(如傅里叶变换、小波变换、人工神经网络等)和各种专门知识(例如化学计量学知识等)。因此，发展科学仪器事业已不再是光、机、电工程师或分析化学、医学人员较为简单的硬件设计、制造、组装、调试问题。
我们在工学和理学领域已经培养了熟悉数字化设计和应用的众多人才，使我们在现代科学仪器软件开发方面大为有利；应该有意识地发挥长处，引导科学仪器软件开发势头，组建众多的科学仪器操作和应用软件开发团队，以软件优势弥补硬件欠缺，面向全球、成为科学仪器软件、系统或网络平台的供应大国。
2. 10年后成为全球网络化仪器科学仪器先进国家
当今数字化、网络化成为全球各领域发展主流，科学仪器网络化、虚拟化势在必行。但在最近几年内真正适用、可靠的网络化、虚拟化科学仪器研发和应用的报道还不多，因此如果我们抓紧动手还是处于与国际同行的同一起跑线上。充分发挥我们的优势，加上我们身上的包袱不多(不像众多跨国公司老产品、老技术多、不舍得轻易卸载)，网络化、虚拟化研发的硬件工作、资金投入也相对较少，在10～15年内我们应该可以在科学仪器网络化、虚拟化的研发、推广应用方面走到世界前列。
3. 小型化、微型化、芯片化方面加紧工作、争取先进
科学仪器通过数字化、固态化、硅工艺化实现小型化乃至微型化，目前已成为国际先进潮流，我国也已有许多专家、单位积极投入并已取得了很好成果。科学仪器的小型化、微型化意味着微量试样仍可准确可靠分析检测，在生物、医学、化学等领域有极大学术意义和明显的社会、经济效益；另一方面，还可适应现代高科技的种种新要求(例如航空航天应用、野外现场观测、战场实地监测等)，轻、小、故障少(固态化仪器无活动部件、无磨损、甚至“零故障”)以及廉价便用(“傻瓜化”)，也是各种专用化和家用化市场的亮点。
这种研发和应用微型化、固态化、芯片化(Lab on a chip)的科学仪器发展新潮方兴未艾，我国已经跟进并取得不少进展。只要我们抓住时机，组织好队伍，加大投入，相信会在10～15年内达到世界先进水平，成为我国科学仪器事业发展的重大标志。
4. 专用和家用、个人用科学仪器
科学仪器已越来越摆脱“通用”(万能)模式，为各专业领域研发了种种专用化仪器(如大气污染监测仪、汽车尾气检测仪、战场生化或毒气快速侦测系统、家用饮用水质检查仪、有毒气体报警仪，装修卫生检测仪、个人用血糖检查仪、心血管疾病病情随身测报仪等等)。专用化、家用化和个人用仪器(Personal Instrument, PI)是新时代的新发展趋势，科技价值和市场潜力极大，应该成为我国科技发展重点之一予以关注。
目前，我国科学仪器产、学、研、用各部门都已注意到这种趋势、并已开展了相当大范围的研发和推广应用工作，取得了空前成果。我们完全可以期望：在加强协作和投入后，在10～15年以后中国将成为专用化、家用和个人用科学仪器全球主要供应国，在学术和科技方面有很多项国际领先的亮点。
5. 大产业在线、现场用科学仪器
在工业、科技农业等大生产领域，提高生产效率、降低能源和原料消耗、减小环境污染影响、保证生产安全、提高产品质量等要求，是新世纪经济全球化的迫切要求；在现代化大生产领域依靠工人经验或简单的温度、压力、流量仪表的时代已经过去。可装在生产现场、工艺流线(管道)上的全自动分析检测仪器成为现代大产业的标志。而在高山、大海、荒地等无人区可无人监守的种种环境、生态检测仪器、地理和地震监测系统等也是国家现代化的标志。
在这些领域的先进科学仪器和系统的研发和应用方面，我国与世界先进水平差距还很大，例如国外已有多种机载、星载科学仪器不间断监测全球经济、军事动态变化，很多国家已在化工、制药、农产品等领域装备了近红外光谱分析检测仪器等先进在线分析仪器；在我国，电力、冶金、石油、化工、水泥等工业部门用的在线测控科学仪器，仍是至今大量进口的昂贵装备。正是因为流程、在线、现场用科学仪器对国家发展、人民健康安全的极大重要性和不可缺少性，我们必须将其列入我国科学仪器发展规划中，而且应予以重点支持，组织力量予以攻克。我们期望在今后10～15年内我国能够研发更多具有自主知识产权的流程、在线、现场用科学仪器，尽可能减少对进口仪器的依赖度。
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