21世纪对科技发展排头兵——分析仪器的新挑战

编者按：朱良漪先生是我国仪器仪表行业的创始人之一，也是分析仪器行业的主要创始人与学术带头人，现任中国仪器仪表学会分析仪器学会名誉理事长。他通过50多年对我国分析仪器现状的观察、研究和实践，提出了一些问题，对今后如何发展我国的分析仪器，也提出了他自己的看法。《中国仪器仪表》杂志将本文带给读者，希望各行业的仁人志士都来关心中国的仪器仪表，为振兴中国仪器仪表献计献策。 1 21世纪中国面临的新技术挑战 进入21世纪以来，全世界都在说中国崛起了，其实我们还面临很多“非确定性”的难题，今后的路要怎么走?是否仍然是“摸着石子过河”?! 中国是一个发展中的大国，所遇到的难题会远远超过小国，如中国人门占世界人口的1/4，粮食就是个大问题，虽然由于科学技术的进步，当前农业方面能够自给自足，但自然灾害会造成不可预计的损失；在资源和能源方面，过去说中国地大物博，但这是相对一定时间和一定的消费水平而言，如果按照平均先进的概念，我们现在正面临着矿石、石油等资源的贫乏；而农业水平也并不理想，环境污染严重，净洁水源、土壤和空气已然影响到人的健康生活，这些都是我们面临着的如何增强国力的根本性问题。 我认为资金、固定资产都是财富的标记，但并不能充分代表生产力和潜力，目前我们需要科学地分析自己的底，如我国对地面的探测深度仅为5km，但美国已达到15km的水平，因此我们并不清楚还有多少地下资源；地上有多少资源其实也不太清楚，如有多少水资源可以利用?又有多少由于不合理使用造成的浪费，如何治理?农业方面目前的地力普查还是凭老经验，不同的土壤适于种什么和使用什么肥料最有效也不清楚，这些都要靠先进的分析技术来解决普查问题。 要了解我们的资源，提高利用率，解决环境污染问题，实现良性的可再生循环生产等。所有这些，都离不开分析仪器，这就是为什么说发展科学仪器是重中之重，其核心则是分析仪器。因此国家从“九五”规划到“十五”规划都将分析仪器列为重点发展项目。 目前我们分析技术还很落后，分析仪器更落后，尽管我们进口了许多国外“先进”的分析仪器，但应用水平差，方法手段落后，只有招架还无法谈还击与创新。我们现在仅仅是在点上有些产品，在面上的工作还差得很远。 邓小平同志提出“政治一定要建立在经济基础上”，这是一个很大的转变，我们搞技术引进。接受国外先进的技术，确实取得了成绩，但严格讲来。我们是拿市场换技术，而我们得到的技术实在太少太少，其因果教训还有待探究。技术引进是一条路，但不是唯一的路。“十六大”以后，国家提出了自主创新，我们一定要结合国情，走自主创新之路。 现在国家最急需解决的问题主要是农业、能源、资源、环保和交通等，而我们过去在这些方面的议题立项往往不是从社会发展的需要出发，考核、监督的方式也是“虚”的多，所以一定要在这方面转向，这是21世纪中国科学技术工作的一个主要转向。 20世纪70年代后期，生命科学及纳米技术的研究成为众所瞩目的新浪潮，这是新兴的高新技术。高新技术往往会对过去我们所熟悉的规律带来变化，它会影响到农业、工业，尤其是在衣食、环境及人与自然的和谐等方面引起重大变革，这对我们来说也是一个新的大课题，因此，如何组织完成这个课题，将其变成生产力并影响经济。同时在信息管理、控制、调节等方面都要有改革，这对我们分析仪器工作者来说乃是一项义不容辞而且无法回避的挑战。 2现代分析仪器概念及其分类问题的探讨 现代分析仪器很难用一句话说明白，下面是众多权威对现代分析仪器的论述。 • 分析仪器是人们获取物质成分、结构和状态的信息，认识和探索规律的不可缺少的有力工具。 • 世界自进入21世纪以来。人类所面临的挑战是前所未有的。环境污染和生态问题、危害生命的流行病问题，以及恐怖主义问题等等，无一不对人类的生存带来了史无前例的挑战。如果没有新的分析测试方法、技术和全新的仪器，不能更高、更全面、更灵敏、更可靠、更方便地获取研究、生产、社会、环境等领域中全方位的信息，要战胜这些挑战，几乎是不可能的。 • 分析仪器的诞生正随着人们要求的提高和科学技术的发展由简单的仪器进化为复杂的仪器。由常量分析发展到快速、高灵敏、痕量和超痕量分析，由手动分析发展到自动分析，以及由单一的分析方法发展到多种方法的联用方法或多维方法。在工业生产和在科学研究工作中，由取样分析发展到在线分析和不用取样的原位分析，甚至还要求非破坏性检测及遥测。由单纯的元素分析发展到元素的状态分析。过去要求总体分析，现在则要求进行空间的多组分析。 至于品种和分类问题，迄今为止，世界上从事分析技术的科学家与企业家并没有提出确切的分析仪器所概括的品种与内涵。因为它是当今发展最新和最快的一个领域，用原理来分，它跨越的学科太多也太复杂，若用应用技术来分又显得交叉太多。60年代初，我在原机械工业部仪表局负责技术规划时，仪器仪表是按13大类分类，其后我和北京大学孙亦梁教授共同主编分析仪器手册时，曾征求许多专家学者的意见，提出一些设想与补充。最近在为国家科技基础条件平台建立的“大型科学仪器资源数据库”时又归纳出新的分类法。为了避免误导，大家可以参阅有关文献。 3战略与规律 21世纪发展分析仪器的压力很大，我的看法是虽然面对很多难题，但首要解决的是必须搞好战略决策。 “战略”是人们从历史经验中，结合当前形势与可能出现的问题，审时度势，提出的对策，提出的基本立案，而后经过比较，择优定出新的方案，所以我们现在应该花时间总结在工业发展上的一些问题，如以环境污染为代价发展工业，不是很值，用合资让出市场得到技术，也不是很成功。另外，在新技术的跟踪上，我们应早一点，不一定要跟在别人后面，这就要求我们重新考虑我们核心技术的任务和课题，决定我们的对策。我认为分析仪器应该是重点，并且一定要有自主创新的精神。 “规律”包括自然、科学和历史规律。一般说来规律是不应违背的，但有时也要反其道而行，我们有必要学习常规，但是有些事物不破常规，就不能创新。常规与创新是一对矛盾。我们不能不承认科学规律，但也不是绝对不破。破要有实践依据，搞示范工程，也要做一些平台，利用虚拟、仿真等新技术来处理。 搞战略一定要有调查研究，提倡多方位、多层次的信息搜集，现在我们缺乏战略思路。我认为计划经济时代讲“有计划按比例”地发展工业，并不过时。首先对国力增长，要重点结合市场需求、现时能力，应当具有足够的调研与分析来确定几项大目标，以“任务带学科”的原则，集中优势兵力（产、学、研、用、联合成团队）打几个大仗。分析仪器应该放在什么位置?不仅是瞄准系统与大炮的关系，更像雷达系统与气象和导航的关系。我们应该对过去认真总结，从战略与规律上走出合乎国情、增强国力之路。 4困惑与思考 我国自改革开放以来，已经认识到先进发达国家的科学技术发展、经济发展，甚至国防战略等有许多特点可以借鉴，但是我们的体制改革又带来了新问题，如企业下放到地方，地方要发展当地经济，于是在化大公为小公时，小公变成了一个与大公不协调的问题。 对待新问题、新矛盾，也要有新对策，所以我们要善于找新规律、善于掌握新信息。在这点上也还需要新的范例，我认为当初我们搞经济特区，是示范试点，但并不是到处都要搞一样的工业开发区。我们追求表面业绩，过分占用耕地，在农业方面损失很大。同时也影响其他方面，这些问题我们要接受教训。 4.1市场导向与计划、规划的矛盾 回到分析仪器上，从50年代末我们要发展分析技术,开始引进。在一定时期，引进技术确实提高了我们的水平，也发展了品种，培养锻炼了人才。但是后来很多人认为用消费刺激生产，大力发展第三产业。虽然生活的衣食住行必须要上，但是生产与生活的比例关系绝不可忽视。同时，单一的以产值来评价成就也不合适,结果造成比例失调，产生振荡反复，使得外国的装备、外国的制造业、材料工业都进来了。幸好我们有强大的“内需”阻尼能力，没有被洋风暴攻倒。因此我们不要忘记“有计划按比例地发展”这一条重要的杠杆与平衡能力。 再者我们过去是计划经济，现在是市场经济，是靠市场导向。既称为市场导向就应重新制定以“国”为本的规则，我们对仪器仪表投入实在太少，原本的国营企业，如北京分析仪器厂、上海分析仪器厂及南京分析仪器厂又都化整为零，北京分析仪器厂就化成为过百个小企业，只能搞重复、低水平的产品。而所谓支持课题又往往给了科研和高校，而不是以增强企业实力为目的，课题虽说完成，工艺、材料、测试手段并未落实，在这一点上我们并未真正了解美、德、日等先进国家的做法（包括A、B制与备案制），再加上人才流失，很少人愿意到工厂来苦干。低价竞争必然不平下降，反而使得国外产品大量涌人。国家对高科技产业没有从政策上给予扶植，而是单向地鼓励外商到中国办厂，将最优惠政策给了外商，这对我们是很不公平的竞争。这种竞争只能以降低生产技术水平来谋生存，所以要提倡公平竞争，达到双赢和众赢。 4.2技术与生产力之间的矛盾 科学技术和生产力究竟是谁先发展，谁带动了谁，这本无需争论。科学技术最终还是要落实到产品和完成任务的能力上，国际上都是以市场为主，市场就要有产品（包括工程），产品以设计制造为主，以企业和工程为主。我们现在不是说科技不领先，但是基础性的研究要有一定的比例，一般国际上高科技的理论和基础的研究投入占10%～15%。我们现在搞的课题与企业和工程要求距离很远。另外有些高科技课题属于探索性的，在国民经济中只是起到指导作用，要发挥作用其路途还很长。同样，企业和工程要受市场的约束，我们做出的产品技术水平低，是受综合国力的影响，如果问什么是竞争力，其外围加工、特殊材料、元件以及组织管理和人力等都得考<