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张钟华院士:我国现代仪器仪表技术的发展战略

导读: 当前我国正经历着通过科技创新改变产业结构,从各方面提升国民经济的重要历史阶段。用仪器仪表进行测量是人们从自然界获取信息的手段。

  当前我国正经历着通过科技创新改变产业结构,从各方面提升国民经济的重要历史阶段。用仪器仪表进行测量是人们从自然界获取信息的手段。目前我国的先进仪器仪表绝大多数依靠进口,但国外最先进的仪器仪表一般都在实验室里自行研制,市场上无法买到。我国要进行第一流的科技创新活动不能只依靠进口商品仪器仪表,必须从现在就开展研制最先进的仪器仪表的活动。争取经过多年努力,为我国的科技人员提供最先进的国产仪器仪表。

  仪器仪表技术涵盖传感技术、测量仪器、计量仪器、分析仪器、自动化仪表等等,广泛应用于国防、工业、民生、医疗等各个领域。可以这样认为,仪器仪表是物质世界信息测量与控制的基础手段和重要设备,在当今社会信息化带动工业化和产业化的过程中发挥着举足轻重的作用,是科学研究的“先行官”、工业生产的“倍增器”、军事保障的“战斗力”、国民活动中的“物化法官”。技术创新,方法先行,仪器仪表是工具。我国著名科学家钱学森院士指出:“信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术。测量技术对信息进行采集和处理,是信息技术的源头,是关键中的关键。”元素周期律的发现者俄国科学家门捷列夫说:“测量是科学的基础。”

  随着国家经济和高新技术产业发展,现代仪器仪表技术已经成为我国的战略需求,特别是我国深空探测、深海及地球深部探测、载人航天、大飞机、航空母舰、核电、高速铁路、大型石化以及医疗健康等国家重大工程和国计民生的发展,对现代仪器仪表技术发展提出了更迫切的要求。

  瞄准我国2030年的发展目标,现代仪器仪表的较为突出的重大关键共性技术如下。

  1 量子计量标准与溯源

  计量标准是保证各种各样测量数据准确性的依据,对于国民经济各部门有着基础性的重要作用,因此各国对于计量标准均极为重视。

  计量标准必须随着国家科技创新、经济建设和社会发展不断发展和创新,并形成超前的技术储备,才能有效地支撑我国科技创新、先进制造和国际贸易竞争,才能保证国家的测量能力与我国的经济大国地位相适应,才能从源头上保证国防安全和公共安全,保证贸易结算的公平合理,保证大众健康、环境监控和资源保护中测量的准确可靠。

  上世纪下半叶以来,国际上开展了量子计量标准的研究。量子计量标准利用量子物理学的最新成就(多数是荣获诺贝尔物理学奖的突破性成就)建立的计量标准,其准确性比沿用了上百年的经典计量标准提高数千倍甚至更高。发达国家纷纷投入大量人力物力抢占制高点,未建立量子计量标准的发展中国家则丧失话语权。重点研究量子计量标准是我国的战略性措施。应尽快建立最基础的国家级量子计量标准,服务于国家各方面的重大工程。

  2 高端制造业中精密测量技术与仪器仪表

  精密测量技术及其仪器仪表是现代制造的三大支撑技术之一,是制造技术和装备制造技术中的核心基础与关键技术,也是国家科技与工业竞争力的主要标志之一,在实现“中国制造”工程战略目标的过程中,精密测量技术及其仪器仪表更有着独特的迫切性、重要性和特殊性。

  我国精密测量技术应当结合国内重点发展的制造业领域应用背景以及重大国家工程项目,如高端数控加工中心、微电子制造装备(光刻设备)、大飞机、高速轨道交通设备、大型能源机电设备等,组织实施一批面向精密测量技术的重大科技专项,重点突破一批重大共性关键技术,为系统提升我国精密测量技术水平,形成自主知识产权的高性能仪器仪表产业奠定基础。

 

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