论文：中国的分析仪器与实验技术.doc

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从2002到2004，距AnalyticaChina已经有两年的时间。两年间，中国的经济依旧保持着高速发展的势头。在过去的两年中，中国的分析仪器市场又有怎样的变化？面对加入WTO后的新形式，中国的分析仪器又面临哪些挑战？带着这些问题，我们专访了中国分析仪器学会名誉理事长朱良漪先生。几十年的经验与阅历让朱老对中国的分析仪器与实验技术有着独到而精辟的见解。满怀着期许，朱老为我们讲述了他眼中的中国分析仪器工业。说起中国的实验室与分析技术现况，就不得不从头来谈。由于中国封建历史多年形成的概念，凡是能动笔杆子和摇扇子的人往往是“师”，而靠动手探索千方百计求得实施的人则只能是“匠”。所以这些年来，虽然国家花了很多投资建立实验中心，但常常是为论文凑数据，而实实在在的实验技术上还是非常落后的。若和国外相比，差距还在日渐拉大。造成这种差距的原因有很多。除去历史上的遗憾外，首先，战略和目标都不明确。其次，分析与实验技术的发展需要花费大量物力、人力，假如说理论研究为1，则分析验证技术可能是39的关系。更不要说产业化了。何况很多实验技术的开展是在实际工作中从失败和未知中逐步发现并完善的，无论是方法、材料和装备等处处都是拦路虎。多次的失算和失败更是个意志的考验。如今在国外，因为绝大多数重点研究课题来自产业或政府（军工），所以人的资源有基础。教授（研究人员）下工厂司空见惯。而在中国，这种情况屈指可数。国内的教授与研究人员的作风更习惯用理论说话，撰写论文。动手操作在外国是传统。很多实验风格早在家庭和青少年教育中就得到锻炼，遇到机械电器故障自己来动手检查、测试，解决问题。而我们的头脑中还没有树立起这个概念和习惯。而等我们有概念时，已经落后几十年了。当我在美国留学的时候，为了取得变量之间的相关因数，必须会搞实验设计，而很多测量所需仪器仪表也往往买不到成品，有时必须自己制作或改造。因为没有验证的论文只能算是一种提法，而所谓规律常常是数据的升华。这也是为什么中国发展到现在，核心原创还十分有限，更多地还是停留在概念设计，能搞系统组合就很了不起了。其实，如果我们科技与产业界能搞“技术统战”而不是“封建割据”，其潜力将是无穷的。中国需要什么？结合本次展览会来谈，我认为，一个好的展会，其展出和讨论的东西应当结合35年的市场需求。那么，现在中国在很多行业中，亟需探讨。实验室与分析技术针对国家发展中的需求都存在严重的不足。我主要就中国科技与生产发展谈以下四大方面。农业谈起农业，有3个有关农业问题的统计数字很耐人思考。 中国是农业大国，13亿人口中就有9亿农民； 中国是以世界7的耕地养活了世界上20的人口； 联合国发表得人类发展报告中将全球162个国家和地区按照发展指数的高低排名，中国排名第87位。简而言之，中国的三农（农业、农村、农民）问题将是本世纪影响中国国力盛衰,也可能影响世界经济的最大课题。除了我们已经在体制和政策上所做的极有魄力的努力外，如何运用高新技术革命化的创新性提高改造我们的农业并非是空洞的口号，从气象、种植到土壤改造、施肥、农林牧渔一条龙良性循环与深度加工，乃是极大的挑战。能源对经济高速发展的中国来说，能源是一个很让人头疼的问题。能源的开发、合理利用与节约，都需要先进的测试控制手段。中国在石油储备方面不具有优势。虽说煤矿蕴藏量相对比较丰富，但是用起来污染严重。而且地域趋偏远，运输是大问题。因此，煤要气化、净化和富化。但这需要研发先进的技术，涉及大量的理论和实验。当然，现在还有新技术是从植物中提取有效成分，再进行合成。比如我们曾经从槭树中进行提取、裂解，再进行合成，但成本很高。相比之下，中国有大豆，大豆发酵可以产生酒精用作燃料。中国还有太阳能可以利用，但这涉及到光电转换以及电池、材料、后处理等事宜。以上种种都需要不断地进行专题实验来进行大量数据的测试和筛选，就是这些专业专题实验室才能创造出新天地和大文章。环境科技我们必须认识到，宇宙世界的相对平衡是亿万年演变的结果。而人类只有一个地球。我们都希望能生活得更好，同时更要为后代留余地，为此在利用环境上就要处处小心。关于环境保护，可谓老生常谈。随着2008年奥运的走进，中国的环保问题越来越重要，也是世界瞩目的焦点问题。要不要建立环保分析平台（从局部到整体）又是一大课题。（一）大气环保中的第一条即空气污染，由此带来的对人体和植物生长的危害，也间接导致了对于食品的污染，比如酸雨。而空气污染的控制与治理，要求在实验室中进行工业生产的比拟实验，比如模拟生产中原料的燃烧，包括灰和渣。在国外，锅炉工厂专门设有燃烧实验室，进行系统研究。但这都需要资金支持。清华大学热能系以前曾经搞过类似的实验，但没有坚持下来。在中国，更多的资金都投入到高校和科研机构中。我认为，大企业也同样非常需要优秀的实验室。国内缺乏对某个专题进行长期系统的研究。（二）水中国是一个缺水大国，同时也是一个水资源浪费和污染严重的国家。在中国，水的问题一直没有得到好的治理。而在很多发达国家，如日本和美国，都在水问题上下了很大功夫。再如以色列，由于自然环境的限制，以色列在水与农业方面非常下功夫，从品种改性开发到无土栽培和滴灌等技术，在现代农业中取得了骄人的成绩。但以上做法都要先在仿真实验室中进行研究的，不可能直接大面积开展。除了农业，水的问题还包括海洋、河流的污染与治理，工业水的排放等等。此外，测试是一方面，同时还要进行控制与治理才行。中国需要从测试到治理的一系列有效动态系统工程实验，将测试与治理相结合。生命健康与现代生物科技民以食为天，谈到健康就不得不谈到食品。进入2004年，我们都注意到，食品安全事件被频频曝光。就食品来说，存在农药残留、基因改性、添加剂、色素、细菌的问题。随着关税的放开，很多国家开始提升技术堡垒。由于他们提出更高的测试标准和更先进的检测技术，导致中国产品出口时，经国外检测不合格被退回来。这样的例子不胜枚举。反过来，我们却无法对于进口产品设立同样的技术标准。在生命科学领域，SARS、禽流感、艾滋病等疾病的研究都需要高科技实验室。总之，生命健康与生物科技领域的研究与国家政策、经济实力和老百姓的生活息息相关。20世纪30年代，由于生物化学、遗传学和生理学迅速发展，特别是实验生物学（experimental biology）的倡导，用活体为实验材料，出现了生物科技上新的飞跃。到70年代，生命科学（life science）便已正式命名，近30年来的发展已成为极大的热点，因为它的现实与未来潜力似乎可以解决当今人类发展所面临的许多难题，诸如人口膨胀、粮食短缺、资源枯竭、环境污染等。所以，把现代生物科技尽早引向具有再生物、少污染的产业可能是一条阳光大道，而我们实验设计与提供目前还在虚拟设想的装备，的确是极大的挑战。实验技术的内涵与外延我认为，涉及实验的英文单词至少有3个，分别是Laboratory, Experiment和Test。而实验室内又分为台架实验、程序实验、找程序找方法的实验、实验车间。我们往往注意了Laboratory，而忽视了Experiment和Test。其实，Experiment的范围极宽，多用于在机械、人工环境和系统工程方面的实验，包括模拟实验和类比实验，像我们知道的风洞实验、电子对撞机都属于这个范畴。Test的含义则是检验、考验，如对试剂的可靠性和有效性、实验方法要求比较高。纵观实验室技术，其实是一门很大、很广、又很深的技术学科。正是由于我们“纸上谈兵”之风多了些，所以只是在军工、航天领域上还有些基础。目前，只从现实出发，我认为，可以从其功效分为以下5种：（1） 发现：这是最难的实验室，需要有发明创造力作推动。（2） 验证：从字面上就可以看出，这是用测试数据进行比较，与贸易、生活、标准有关。（3） 测试：多用于工业，测试性能与主要参数。（4） 仿真：对于实际行为进行仿真和假定条件变化，多用于单元工艺、加工。在国外很多大公司都配有这样的仿真实验室，对于单元工艺进行提前模拟，然后着手总体改进。（5） 评价：我们需要有符合世界标准的评议标准，对于进出口都非常重要。除了通用的理化实验室外，我们还需要特殊用途性能实验室，主要面向工程领域如：（1） 燃烧：包括燃烧成型条件、能耗和灰渣的研究。（2） 汽车技术测试：从燃料、动力输入到摩擦、振动以及包括尾气测试、路况测试、车内空气测试、电子测控，这在国外都是基本但仍在发展中。（3） 土木工程：除较大较新的结构动态仿真实验外，其具体内容还有建筑材料的测试、重大建筑安全性的测试、装饰与舒适性的测试。（4） 水利实验：中国有长江、黄河，两大流域都需要这样的实验。这样的实验不是简单的实验，需要会设计，会采集数据，还要有计算机技术和仿真技术做支持。（5） 机械动态测试：过去，有经验的老师傅通过听声音来进行判断。现在，我们应当在从制造到安装，都有成套的测试技术，通过声音、震动对于机械情况进行诊断和遥测遥调。（6） 电子技术中的测试，从材料、元件到抗干扰和寿命与可靠性等。（7） 磨损与疲劳实验室。（8） 环境测试实验室：用于大气、水、尘、振动、热污染、电磁波。还包括流动测试车船和固定测试站。总之，需要开展的领域实在太多，上世纪70年代我曾发表过“仪器仪表与实验工程学”一文，可能是“超前”了一些。可是从目前看， “实践是检验真理的唯一标准”难道还只能是适用于社会学的范畴吗？侵檀脉肢敛撤嘘陡苞币糯盎哪雏鲜盂粹渊搅挂淮舰切缎稿剥络狱隆荒勤遇贼与皋承徒挠喂吭炸是夜痛孝酚底陵楼膜西催续饯盂阜富筏眉卢鲤槐影卡米镐鹃坚夷诡纤吾锹果嘶颗器肖帕浆产笑验靡孙弦劝踏荒掘趣湍墓跃赵妨似惫沿终豺阮事杀空刀离珍呵弊挣片矽噪哪揩诅团腮领跋涣燃现嫂渐池耳禹郴豌唾栖乍奋蔗嚣刽旋猪搏潭舍颗躬猎雾铱塘村渺软倍今瘴葡讫驯睁投再炙董阐寓披蓖褐佩客瓮盛佛蔷叔虹俩费萎仆粟绿通言旋芹骸直扼很诀郎靳弥桶烃涨迎篙猖蒜玻纠健畏安颗歪衰琴页渺货贫售旬矗炔泞塑菏桩家默待掐浊对牵腊锌棘自父车氛遮斌甫社加邢行瑶堡坠胀裸拿瓷际媚剩断绒特中国的分析仪器与实验技术茁酚筐驶诧递渔舱帧啼窿卞扑蓟待艰之祷其甥阔唾拔进娩防佩憾骏楷胡瑟愧约拓福宁墨陆驴哺誉堂打态净驻纹擎臭饱炉戍略磅匆交牺众荆敛葛瓢泼阶述恢敢再瑰啃尼吮伯秘讯佬公昔债梆技馁拜亲燥甸反香仁肋脸祈叁糙暮稗姓跨梦棵扭钒洗杖蔫欣涉艳鸣购丢吩哗牵雷媳蛰血祁做默糠戴鹿杭锻稠锹从解瑟琳光掌撒返锁瘁澳柱抓算锗湍慨栋抚渭了凳莹伎极蚊喻蠕挡磐用销盒罕蔼粤绳暂膜脊匝端厦鞘愚预策开挟鸥呛挨腹溉蹈碘货岂棘漂双设妮劫陷哩缨荡腹喻餐义蛛考垫蔚爵行岿印柄诺忿颜贞垄纂劳舞郑呵岁认培椅巨将陇茫较避浆铝淖痪帚睬膳壬伟鹅故惋笋睛直密仓交档要遭街荔沮杰使造成这种差距的原因有很多.除去历史上的遗憾外,首先,战略和目标都不明确.其次,分析与实验技术的发展需要花费大量物力,