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譚久彬院士:建設(shè)世界儀器強(qiáng)國(guó)三大挑戰(zhàn)與四大任務(wù)


  來源: 網(wǎng)絡(luò)綜合 時(shí)間:2019-05-05 編輯:馬致遠(yuǎn)
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儀器科學(xué)與技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展對(duì)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域具有引領(lǐng)與推動(dòng)作用。“工欲善其事,必先利其器”。以高端精密裝備制造領(lǐng)域?yàn)槔叨司苎b備的精度水平取決于工作母機(jī)的精度,按照精度分配原則,工作母機(jī)的精度要比高端精密裝備的精度高三分之一至一個(gè)數(shù)量級(jí);而工作母機(jī)的精度水平取決于測(cè)量?jī)x器的精度,按照精度分配原則,測(cè)量?jī)x器的精度要比工作母機(jī)的精度高三分之一至一個(gè)數(shù)量級(jí)。從精度角度看,測(cè)量?jī)x器處于精度的最頂級(jí),是高端中的高端;從技術(shù)角度看,測(cè)量?jī)x器使用的共性核心技術(shù)更先進(jìn)、更前沿、更具有先導(dǎo)性,因而更具有技術(shù)引領(lǐng)作用。在高端精密裝備領(lǐng)域,測(cè)量?jī)x器技術(shù)處于優(yōu)先發(fā)展的地位。聶榮臻元帥在經(jīng)歷了“兩彈一星”發(fā)展后,形成的重要認(rèn)識(shí)之一是,“科技要發(fā)展,計(jì)量須先行”。從另一方面看,儀器產(chǎn)業(yè)對(duì)相關(guān)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重要拉動(dòng)作用。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的分析報(bào)告指出:“美國(guó)國(guó)內(nèi)儀器產(chǎn)值僅占工業(yè)總產(chǎn)值的4%,但對(duì)國(guó)民生產(chǎn)總值(GNP)的拉動(dòng)作用則達(dá)到了66%”。儀器技術(shù)“四兩撥千斤”的作用反映了儀器的內(nèi)在價(jià)值在產(chǎn)業(yè)鏈中具有放大效應(yīng)。


二、我國(guó)儀器科學(xué)與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀


我國(guó)錯(cuò)過了第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命,幾乎沒有現(xiàn)代意義上的相關(guān)科技的積累作為基礎(chǔ)。發(fā)展現(xiàn)代意義上的儀器科學(xué)與技術(shù),起步很晚,經(jīng)歷了初創(chuàng)期,即1949年至1969年的20年間,建立起初步的儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科。第三次工業(yè)革命階段,即1970年至2010年的40年間,前20年我國(guó)因基礎(chǔ)薄弱而儀器科學(xué)與技術(shù)發(fā)展緩慢,后20年我國(guó)因科學(xué)技術(shù)的整體發(fā)展較快,儀器科學(xué)與技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展期,這期間取得了一大批前沿儀器技術(shù)成果,支撐和引領(lǐng)了一批重大科技創(chuàng)新和重大高新技術(shù)工程的發(fā)展,如以自主研制的銫原子噴泉鐘、光鐘、量子化霍爾電阻基準(zhǔn)和約瑟夫森電壓基準(zhǔn)等為代表的一批尖端計(jì)量?jī)x器,支撐了我國(guó)北斗系統(tǒng)工程、電力電子工程和電氣工程的發(fā)展;以自主研制的超精密工程測(cè)量?jī)x器為代表的一批大型高端專用測(cè)量?jī)x器,支撐了我國(guó)戰(zhàn)略導(dǎo)彈、核潛艇、航空發(fā)動(dòng)機(jī)和航天高分工程等國(guó)家重大工程的發(fā)展。

從總體上看,我國(guó)儀器科學(xué)與技術(shù)落后于美國(guó)、德國(guó)和日本等科技強(qiáng)國(guó),而且落后的幅度較大,但在一些專用儀器領(lǐng)域已經(jīng)接近國(guó)際先進(jìn)水平,在個(gè)別方向上已經(jīng)處于國(guó)際前列地位。從發(fā)展趨勢(shì)上看,我國(guó)儀器科學(xué)與技術(shù)的自主創(chuàng)新能力在不斷增強(qiáng),追趕速度在加快,差距在逐漸減小。


三、建設(shè)儀器強(qiáng)國(guó)面臨的三大挑戰(zhàn)


回顧我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)和儀器工業(yè)的發(fā)展歷程,有利于認(rèn)清我國(guó)儀器科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的特殊性與不平衡性,有利于明確我國(guó)建設(shè)世界儀器強(qiáng)國(guó)將面臨什么樣的挑戰(zhàn)。

1949—1969年,在蘇聯(lián)的援助下,我國(guó)建起了哈爾濱量具刃具廠等幾個(gè)儀器生產(chǎn)廠,可生產(chǎn)量具和中低端測(cè)量?jī)x器;在幾所大學(xué)里設(shè)置了精密儀器專業(yè),在一些專業(yè)領(lǐng)域,逐漸進(jìn)入精密級(jí)測(cè)量階段;改革開放以后,我國(guó)中低端制造業(yè)發(fā)展規(guī)模快速擴(kuò)大,但精密測(cè)量手段并沒有跟上,在精密級(jí)測(cè)量能力上發(fā)展不平衡,不成體系,沒有形成整體能力,因而沒能保證產(chǎn)品質(zhì)量同步提升。而在航天和國(guó)防領(lǐng)域,雖然部分形成超精密測(cè)量能力,但也不成體系。總體狀況是,精密級(jí)測(cè)量能力需要整體補(bǔ)齊,超精密級(jí)測(cè)量能力需要大范圍追趕。要想整體上追齊德國(guó)工業(yè)4.0,將面臨如下三大挑戰(zhàn)。

(一)計(jì)量測(cè)試體系不完整

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