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　　科技日報于3月2日以醒目標(biāo)題發(fā)表了科技部劉燕華副部長的長篇專論《將科學(xué)儀器設(shè)備自主創(chuàng)新擺在科技工作的突出位置》，提出科學(xué)儀器是科技創(chuàng)新和經(jīng)濟社會發(fā)展的基石和重要保障，為創(chuàng)新型國家建設(shè)提供有力支撐。由此聯(lián)想到以王大衍，盧嘉錫，金國藩等院士為首的兩院院士，曾9次（1995年，1996年，2000年三次，2003年，2004年二次和2005年）向國務(wù)院提出有關(guān)振興我國儀器儀表，科學(xué)儀器的建議與呼吁，受到了國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)高度重視，作了多次重要批示。在院士們呼吁和國家領(lǐng)導(dǎo)人推動下，儀器儀表學(xué)科和產(chǎn)業(yè)中的科學(xué)儀器方面有了一系列舉措，科技部把科學(xué)儀器研發(fā)列入“九五”“十五”國家科技攻關(guān)重大項目，和“十一五”國家科技支撐計劃重大項目，中科院也設(shè)立了科學(xué)儀器研發(fā)專項，國家發(fā)改已將科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)化列為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項，而且科學(xué)儀器研發(fā)也列入了我國,《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》（2006—2020年）中。2006年國務(wù)院《關(guān)于加快振興裝備制作業(yè)的若干意見中》，將關(guān)鍵精密測試儀器列為主要任務(wù)和實現(xiàn)重點突破的16項任務(wù)之一。此處近十年來在我國“自然科學(xué)基金”，“863”和“973”計劃中都陸續(xù)安排了不少有關(guān)科學(xué)儀器基礎(chǔ)研究和機理探索的課題。作為此學(xué)界，業(yè)界中的一員，既為此而興奮，也感到了我國在這方面的宏觀決策上和社會普遍認(rèn)識都滯。后了一大步。因為國內(nèi)外許多著名的科學(xué)家對此早就提出精辟的論點，1991年若貝爾獎得于R，R，Ernst指出，現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步越來越依靠儀器的發(fā)展，王大衍院士指出“機器是改造世界的工具，儀器是認(rèn)識世界的工具”。

　　一、 發(fā)達(dá)國家都把發(fā)展科學(xué)儀器作為國家發(fā)展戰(zhàn)略

　　國外很早就把發(fā)展科學(xué)儀器作為國家發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)達(dá)國家都制定了各自的發(fā)展戰(zhàn)略并鎖定了目標(biāo)，有專門的投入，已成為有意識，有改策，有目標(biāo)的政府行為。如美國，其總體目標(biāo)是：長虹保持美國在科學(xué)儀器領(lǐng)域得到領(lǐng)先地位，其措施除了通過政府大力鼓勵各大儀器公司加大研發(fā)的投，國家還通過兩個基金會（NSF）和(NIH)扶助各大公司研發(fā)科學(xué)儀器。連美國能源部國防部每年都有大量資金投入有明確目標(biāo)要求的科學(xué)儀器研發(fā)。日本2002年制訂了高精密科學(xué)儀器振興計劃，從 2004起斥巨資研發(fā)科學(xué)儀器。歐盟在“第六框架計劃（2002-2006年）中將科學(xué)儀器和基礎(chǔ)設(shè)施列為第五重點內(nèi)容。歐盟在“第七框架計劃”（2007-2013年）、斥資41億歐元，用于研發(fā)大型科學(xué)儀器與設(shè)施。英國科學(xué)技術(shù)辦公室（OST）建立了科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施和科學(xué)儀器投資機制。加拿大自然科學(xué)工程研究理事會（NSFRC）制定了“研究工具、儀器和設(shè)施計劃”。

　　各發(fā)達(dá)國家都把研發(fā)先進(jìn)的大型科學(xué)儀器和實施，構(gòu)建世界先進(jìn)的科技發(fā)展平臺，再上升為創(chuàng)造世界一流的科研成果，進(jìn)而推動科技進(jìn)步和社會、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持發(fā)展，形成一個不斷上升和發(fā)展的軌道，這已成為一個規(guī)律。

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　　二、 科學(xué)儀器在科技、經(jīng)濟、社會發(fā)展和國家安全中的作用與地位

　　以上是一些宏觀的溯源和回顧，那么更具體的、實在的思考為什么科學(xué)儀器如此重要呢？也即科學(xué)儀器在科技、社會經(jīng)濟發(fā)展和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用與地位如何？我認(rèn)為可從以下三個層面中尋找答案。

　?。ㄒ唬W(xué)儀科器是科技發(fā)展與科技創(chuàng)新的重要前提和根本保障

　　對此不僅國外有許多著名科學(xué)家有過精辟的論點，我國一批頂級科學(xué)家也有許多精辟的論述：例如中科院院長、陸?zhàn)菏刻岢觯骸案慊A(chǔ)研究如果總是靠國外現(xiàn)代的先進(jìn)儀器，這樣只能做一些與國外類似的研究，難進(jìn)入真正的創(chuàng)新”。師昌緒院士指出：“買來的設(shè)備已是強駑之末，難以作出開創(chuàng)性工作”。張香桐院士說：“創(chuàng)建性的科學(xué)思維導(dǎo)致行進(jìn)儀器的創(chuàng)制”。中科院化學(xué)部一批院士呈報國務(wù)院“關(guān)于大力加強我國科學(xué)儀器自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力，實施‘張衡工程’的建議”中提出：誰掌握了科學(xué)儀器創(chuàng)新的主動權(quán)，誰就掌握了科學(xué)研究原始創(chuàng)新的關(guān)鍵手段，更重要的是，誰就具備了提升重大裝備制造業(yè)，尤其是控制及操作系統(tǒng)創(chuàng)新能和的基礎(chǔ)。上述論述的有力佐證之一的就是100多年來諾貝爾獎中有68.4%的物理獎、74.6%的化學(xué)獎和90%的生物獎是借助各種先進(jìn)的科學(xué)儀器完成的。也有資料從另外角度來的分析100年諾貝爾獎，其中有1/3是屬于理論基礎(chǔ)性創(chuàng)造，1/3是有關(guān)科學(xué)研究方法、機理的創(chuàng)造，這些又推動了科學(xué)儀器的創(chuàng)新。

　?。ǘ┛茖W(xué)儀器是社會發(fā)展和國家安全的技術(shù)支撐

　　社會發(fā)展到現(xiàn)代，人們最為關(guān)注的是公共安全問題：食品安全、衛(wèi)生防疫安全、環(huán)境與生態(tài)安全、生產(chǎn)安全、重大自然災(zāi)害監(jiān)測與防御等等。這些公共安全問題的檢測、檢驗和分析技術(shù)手段和技術(shù)支撐是科學(xué)儀器，對科學(xué)儀器具有巨大的需求與寄托。據(jù)國家各部門的發(fā)布通知和公告，為建設(shè)“全國產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測檢驗體系”將投入58億元；質(zhì)檢、商檢、衛(wèi)生等部門和領(lǐng)域為建立與食品安全檢測檢驗體系有關(guān)的投資，據(jù)不完全統(tǒng)計，總額也在 100多億元以上；建設(shè)“全國動物防交通崗體系”將投入80多億元；建設(shè)“全國疾病予防控制體系”、“新藥開發(fā)體系”、“藥檢體系”的投入也在100多億元以上與生；為建設(shè)“環(huán)保與生態(tài)環(huán)境檢測體系”，“生產(chǎn)安全”保障體系（特制是礦井），“重大自然災(zāi)害監(jiān)測體系”、“全國商品質(zhì)檢體系”、“進(jìn)出口檢疫體系”“國家科技基礎(chǔ)平臺建設(shè)”、“高校建設(shè)”等等體系的建設(shè)，每一項投入都在幾十億以上，而這些投入的70%-80%是用來購置各科學(xué)儀器的。

　　至于國防安全對科學(xué)儀器的需求，劉部長旁引了海灣戰(zhàn)爭和美伊戰(zhàn)爭的例子，武器確實就是精密的科學(xué)儀器。在國內(nèi)安全方面的公、檢、法對科學(xué)儀器的需求也相當(dāng)驚人，雖不知具本數(shù)據(jù)，但我參觀過兩個物證、罪證檢定實驗室，清一色是現(xiàn)代化科學(xué)儀器。

　　綜上所述，毫不夸張地說，科學(xué)儀器確是保障社會穩(wěn)定發(fā)展和國家安全的技術(shù)支撐。

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　?。ㄈ┛茖W(xué)儀器在經(jīng)濟發(fā)展、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用與地位

　　我感到中科院士在建議實施‘張衡工程’的建議中指出的：“誰掌握了科學(xué)儀器創(chuàng)新的主動權(quán)、誰就具備了提升重在裝備制造業(yè)、尤其是控制及操作系統(tǒng)創(chuàng)新能國的基礎(chǔ)”是很有道理的。劉部長的專論中指出“在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，雖然各種測量與控制儀器儀表通常僅占化工廠、鋼鐵廠等固定資產(chǎn)的 15%左右，但正是這些科學(xué)儀器決定著產(chǎn)品的品質(zhì)和水平，決定著這些企業(yè)產(chǎn)品競爭力?！眱x器儀表學(xué)會有眾多面向工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化儀器儀表分支學(xué)科和產(chǎn)業(yè)，但我想大家一定會比我這個在自動化儀器儀表方面的初學(xué)者更了解到“在線分析儀器”或更確切地稱這為“生產(chǎn)全程自動化質(zhì)控體系”，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中飛速突起和快速發(fā)展.這個新概念可理解為科學(xué)分析測試儀器和自動化儀器儀表的高度的有機結(jié)合，據(jù)說“在線分析儀器”以每年30%以上速度大幅增長，并已超過DCS的投入。所以科學(xué)儀器進(jìn)入工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的趨勢將是大為可觀！

　?。ㄋ模┮粋€科學(xué)方法機理的發(fā)展，導(dǎo)致科學(xué)儀器創(chuàng)新，促成使學(xué)科和產(chǎn)業(yè)及企業(yè)發(fā)展的故事

　　如今大家從醫(yī)療診斷，親子檢定、罪證與物證檢定，食品安全、新藥開發(fā)和藥檢、環(huán)保與生態(tài)監(jiān)測、農(nóng)牧業(yè)育種等眾多涉及生命科學(xué)領(lǐng)域，都聽到過基因（DNA）檢定、檢測。但能實現(xiàn)這一大步，應(yīng)歸功于體外基因擴增，否則僅靠從一點點原樣品中分離、純化出極微量DNA，是難于實現(xiàn)基因檢測的，所以基因擴增機理的發(fā)現(xiàn)，儀器的創(chuàng)新，很快地得到極廣泛的應(yīng)用，導(dǎo)致引發(fā)一場有數(shù)位諾貝爾得主出場的，被戲稱為世界級的官司，其有趣的要點：

　　1.維斯WEISS（1968年）斯密斯SMITH（1970）和柯勒納KHORANA（1971年）提出了基因復(fù)制，擴增的思路和機理，尤其是柯勒納提出的體外變性、引物雜交、聚合酶延伸，可不斷地復(fù)制，擴增基因，但當(dāng)時因引物合成和DNA測序困難，該設(shè)想和機理漸被人遺忘。

　　2.約15年后的1985年，塞特斯（CETUS）公司年輕的科學(xué)家謬?yán)梗∕ULLIS）在偶然靈感的啟迪下，發(fā)明了聚合酶鏈反應(yīng)（PilymeraseChain,PCR），使得前面提到的柯勒納設(shè)想和機理付諸實現(xiàn)。謬?yán)沟瘸跗诮⒌腜CR方法僅采用三種溫度的水浴鍋。1988年塞克等將耐熱的聚合酶引入PCR，擴增的特異性和效率聚增，同時也推出自動化的三階段梯、精確升降溫控的PCR儀，1987年獲美國專利權(quán)，1990年通過商標(biāo)復(fù)核。

　　3.PCR儀和方法很快風(fēng)行于生命科學(xué)相關(guān)的眾多領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，此時杜邦公司也生產(chǎn)PCR儀，并看好PCR技術(shù)的廣寬的市場前景，所以向當(dāng)時還是小公司的塞特斯公司發(fā)難，提出訴訟，認(rèn)為此專利權(quán)應(yīng)授于諾貝爾獎的得主，即上面提到過的柯勒納，因他在1971年即發(fā)表了PCR技術(shù)的機理、方法，并提出了論文和科研基金申請書等物證、且有諾貝爾獎得主Kombeng及Khorana七十年代學(xué)生出庭作證。塞特斯公司也不示弱，也提供了二位諾貝爾獎得主Smith和Klug的證詞。

　　4.對于機理由一個科學(xué)家發(fā)現(xiàn)和提出，而據(jù)此機理設(shè)計和創(chuàng)立的儀器和技術(shù)由另一科學(xué)家完成的科技成果應(yīng)歸屬誰，爭論和審理了數(shù)月，最舊金山地方法院判決杜邦公司敗訴。即PCR機理是諾貝爾獎得主的，而PCR儀的專利權(quán)是屬塞特斯公司的。有趣的是、塞特斯公司的年輕科學(xué)家謬?yán)褂捎谒赑CR儀和技術(shù)方面的杰出貢獻(xiàn)，也于1993年度獲得諾貝爾獎。

　　5.此后塞特斯公司名氣大振，財氣大盛，高價被ROCHE公司收購，又構(gòu)成PE—ROCHE聯(lián)盟，進(jìn)而又成為PE中的主力，這批搞生物技術(shù)儀器的人士逐漸成為PE集團中的掌權(quán)派，最后反把PE公司中的分析儀器部門賣了，其自身組成今日美國應(yīng)用生生物系統(tǒng)集團（我ABI），而PE中被賣掉的分析儀器部門經(jīng)重組、成為集分析儀器和生命科學(xué)儀器為一體的珀金埃樂墨集團，至今形成兩個年銷售額均為十億美元的科學(xué)儀器大集團。

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　　以上事例的啟迪，我感到有5點：

　?。?） 科學(xué)研究方法和機理（或稱技術(shù)思路）是由各學(xué)科自身發(fā)展所引發(fā)的，甚至可以說是逼出來的。

　?。?） 科學(xué)研究方法和機理是科學(xué)儀器創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)。

　　（3） 二者是互動的，并不斷地完善。作為科學(xué)儀器廠家要善于及時捕捉和運用新發(fā)現(xiàn)的機理，進(jìn)而物化為新儀器。

　?。?） 完善的科學(xué)儀器和科學(xué)研究方法又為該學(xué)科的發(fā)展起到推動作用，進(jìn)而推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

　?。?） 要把我國強于和善于模仿的思維方式，上升為標(biāo)新立異方式。創(chuàng)新為上的思維方式。