21世紀(jì)是以現(xiàn)代高科技帶動全球社會、經(jīng)濟高速發(fā)展為標(biāo)志的全新時代,是以現(xiàn)代科技為第一生產(chǎn)力實現(xiàn)經(jīng)濟全球化,科技、產(chǎn)業(yè)、分融、信息、人員國際化為特征的全新時代,而新時代的基礎(chǔ)則是現(xiàn)代科技不間斷的發(fā)展。整個20世紀(jì)世界經(jīng)濟和補會發(fā)展則證明了這樣一個事實:現(xiàn)代科技的發(fā)展依賴于檢測技術(shù)及儀器儀表的發(fā)展。
據(jù)統(tǒng)計,20世紀(jì),冉27項諾貝爾獎獲獎項目直接與科學(xué)儀器創(chuàng)新或基于新儀器科技而取得的成果相關(guān);在全部獲獎項日小,物理學(xué)科的684%、化學(xué)學(xué)科的74.6%、小物醫(yī)學(xué)學(xué)科的90X都應(yīng)接與實驗有關(guān)或本身就是實驗項目成果,而所有的科學(xué)實驗都必須借助于先進的科學(xué)儀器。科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn),往往是內(nèi)于新的觀測手段的發(fā)明而開展起來的。以物理學(xué)諾貝爾獎獲得老為例,io%的工作得益于新的儀器或測試于段的發(fā)明創(chuàng)造。1992年,諾貝爾化學(xué)獎獲得者R.R.Ern感就說過很有代表件的一句話:“現(xiàn)代科學(xué)的進步越來越依靠尖端儀器的發(fā)展”。
近年來在超微Ic器件、生物芯片、微流控分析、微機械組件、微傳感器等方面的進展,已經(jīng)使遠(yuǎn)程光纖通信科技、超高速微型計算機、分子生物學(xué)等領(lǐng)域得到了飛躍的發(fā)展。不論在哪個科技領(lǐng)域,其最尖端的理論和實驗研究丁作,都離不開最新、最精巧的科學(xué)儀器。例如,1999午諾貝爾化學(xué)獎得主A.Z.Zewail籍助于尖端的飛秒(10“”秒)快速激光觀測儀器拍攝到化學(xué)反應(yīng)過程小原子化學(xué)鍵的斷裂和再形成過程;曾宣告提前幾年完成的人類基因測序大工程,完全得益于最快速、精確的陣列毛細(xì)管電泳分析儀和DNA測序儀的研發(fā)成功。
由于電子、計算機、微機械、激光、光纖、午物醫(yī)學(xué)、新型材料等領(lǐng)域科技和產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,不但對科學(xué)儀器的研究和產(chǎn)業(yè)部門提出了更高、更新的發(fā)展要求(例如更快速度、更高效率、更加靈敏可靠、更加便宜好用、小巧、無污染等),而且各領(lǐng)域科技和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成果也立接成為儀器儀表科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新基礎(chǔ)和新動力。目前,在市場迫切需求和知識物質(zhì)基礎(chǔ)更新優(yōu)化的雙重推動下,新型儀器儀表的知識結(jié)構(gòu)和技術(shù)內(nèi)涵已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)精密儀器的學(xué)科框架,“光、機、電一體化”已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能概括現(xiàn)代科學(xué)儀器的知識和技術(shù)范疇,分子層次的現(xiàn)代化學(xué)成果、基因?qū)哟蔚默F(xiàn)代生物學(xué)成果、超導(dǎo)技術(shù)成果、納米級微機械、微傳感成果、多光譜高分辨成果、超快速激光、通信成果、全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成果等,都已成為現(xiàn)代新型科學(xué)儀器的構(gòu)成元素,并正在加速改變儀器儀表科技和產(chǎn)業(yè)的原理、設(shè)計、工藝和應(yīng)用面貌。微型和小型的穩(wěn)定可靠儀器將大量涌現(xiàn),可直接安裝在檢測現(xiàn)場,植入人體組織甚至隨血液流轉(zhuǎn)全身.嵌裝在導(dǎo)彈或微型無人飛行器(小到如昆蟲、蒼蠅大小1)中完成自動分析、檢測、信息采集和傳輸任務(wù)。在遠(yuǎn)離物體或戰(zhàn)爭后方的實驗室、醫(yī)院檢驗中心、戰(zhàn)場信息處理中心兒1“米甚至兒[‘公里就可以操縱、接受信息*具體的實例已經(jīng)不斷涌現(xiàn),例如納米離子熒光免疫單分子檢測儀器,可以使檢測靈敏皮提高—r.J L個數(shù)量級,近場顯微境已可分辨光波長的幾十分之一,近場顯微光譜儀可以檢測單一分子的熒光光踏及其變化,新穎的掃描隧道電子顯微鏡可確定超薄膜層面結(jié)構(gòu)中的電子排列形式,在人體器官內(nèi)工作的微機器人可以在dk管或眼科子術(shù)中完成診斷、修補、除血栓等工作。
儀器儀表是信息產(chǎn)業(yè)的三人重要組成部分(檢測技術(shù)、通倍技術(shù)、計算機技術(shù))之一,是信息丁業(yè)的源頭,是一個國家科技實力的綜合反映,在工業(yè)發(fā)展中具有前導(dǎo)地位?,F(xiàn)代儀器儀表不是單純的精密機械加光學(xué)、電子,而是光、機、屯、計算機、材料、物理、化學(xué)、生物、信息處理等多學(xué)科于一體,是多學(xué)科相互交叉、滲透、結(jié)合的綜合學(xué)科。出此,可以說檢測技術(shù)與儀器儀表技術(shù)是上至航天、航空事業(yè),下至工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民群眾的日常生活的“頂天立地”的事業(yè),檢測技術(shù)和儀器儀表是同民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高的物質(zhì)條件基礎(chǔ)。
儀器儀表是一種信息的[:具,起著信息源的作用。儀器儀農(nóng)工業(yè)是信息工業(yè)的重要織成部分,檢測技術(shù)與儀器儀表的發(fā)展水平在很大程度L反映出一個國家的生產(chǎn)力發(fā)展和現(xiàn)代化水平。兩院院士、“兩彈 星”元勛土大所先生說:“儀器是認(rèn)識世界的丁具,機器是改造世界的工具,改造世界是以認(rèn)識世界為前提的。高技術(shù)儀器儀表的進展代表著科技的前沿,也代表國家現(xiàn)代化的實力。通過儀器觀察、分析、測試的結(jié)果.人們可以控制生產(chǎn)過程使之規(guī)范化,也可以評價產(chǎn)兄的優(yōu)劣”。
從科學(xué)技術(shù)發(fā)展史和儀器儀表的發(fā)展史來看科技發(fā)展與儀器儀貞的關(guān)系,我國近代科學(xué)家張之桐先生早就Hj確指出“沒有望遠(yuǎn)鏡就沒有天文學(xué)”,“沒有顯微鏡就沒存細(xì)胞學(xué)”,“沒有指南針就沒有航海”。張允小的話告訴我們,很多科學(xué)技術(shù)的發(fā)展正是由于一種新的科學(xué)儀器的發(fā)現(xiàn)而發(fā)展的