“高端科學儀器是我們國家科技領域非常明顯的短板，可以說是嚴重制約了我們國家科學研究和先進科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于我國實現(xiàn)科技自立自強非常關鍵?！?2月18日，中國科學院院士、南方科技大學副校長楊學明在“《財經(jīng)》年會2023：預測與戰(zhàn)略”上表示。

中國科學院院士、南方科技大學副校長 楊學明中國科學院院士、南方科技大學副校長 楊學明

楊學明表示，人類在發(fā)展近200萬年的歷史中，經(jīng)歷了智人、學會農(nóng)業(yè)以及使用科技革命三個重要認知時期。尤其近幾百年時間，人類能力有了巨大的進展，且對世界認識達到了非常高的水平，但這些能力和認知并非憑空而來，其根本原因是科學的發(fā)展，是真正的實驗技術的變革一步一步推動了真正的科學革命。

他認為，科學儀器對于科學研究、高科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展、科研領域等都具有重要的作用。

“我很早意識到科學儀器對于科學發(fā)展的重要性，”從楊學明的觀點來看，高水平的實驗科學研究，包括理論科學的發(fā)展，創(chuàng)新科學儀器是非常重要的，而且是推動科學研究非常重要的動力。

另外，科學儀器在整個高科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中也具有非常重要的地位。楊學明舉例，根據(jù)美國商務部的數(shù)據(jù)，科學儀器工業(yè)總產(chǎn)值只占工業(yè)總產(chǎn)值的4%，但對國民經(jīng)濟影響到66%。

在科研領域，科學儀器發(fā)展當然是更重要。他例舉，到2017年，諾貝爾自然科學獎的項目中，因發(fā)明科學儀器而直接獲獎的項目占11%，而72%的物理學獎，81%的化學獎，95%的生理學或醫(yī)學獎都是借助簡短科學儀器來完成的，先進科學儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展直接關乎我們國家科學技術的發(fā)展，也是我們國家強調的科技自立自強，也是一個非常重要的部分。

他指出，從古代Alpha粒子散射到質譜技術、核磁共振技術、電鏡技術、激光技術等都極大的推動了各個領域的發(fā)展。

例如，質譜技術的發(fā)展對于現(xiàn)在化學環(huán)境，包括很多其他領域都產(chǎn)生了重要的影響。并且，質譜技術市場是巨大的，根據(jù)國外市場調查，2026年市場達到112億美元，而且在所有的領域里面都有非常重要的影響，所有先進技術的領域質譜能夠發(fā)揮非常重要的作用，當然那些產(chǎn)業(yè)里面往往產(chǎn)值是更大的。

總的來講，高端科學儀器對現(xiàn)代科技經(jīng)濟發(fā)展影響巨大，不管基礎研究也好，先進產(chǎn)業(yè)也好，我們的市場規(guī)模增長非常快。不過楊學明也指出，比較遺憾的是，我們國家在科學儀器的發(fā)展方面還是處于比較落后的狀態(tài)，特別是先進科學儀器的發(fā)展。

同時他還指出，科學儀器領域發(fā)展跟前沿科學研究發(fā)展是非常緊密相關的，但我國在這塊投入不夠。另外科學儀器眾多，雖然占國民經(jīng)濟比例不高，但對整個國民經(jīng)濟影響巨大，可以說是現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展最重要的基礎，也是很多重要領域容易被卡脖子的環(huán)節(jié)。

談到目前我國高端儀器發(fā)展存在的問題，他指出在缺乏人才核心技術，缺乏高端競爭力的儀器公司，比較依賴大學研究機構，規(guī)模較小而且比較分散等方面。且整個科學儀器工業(yè)基礎也不夠、高水平科學儀器發(fā)展的投資嚴重不足，這些嚴重制約我國科學研究和先進技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

楊學明希望，未來能從幾個方面改善這個狀況，一是能夠真正鼓勵創(chuàng)新科學儀器的發(fā)展，培養(yǎng)更多高端儀器研發(fā)人才，特別是加大對高校以及研究機構實驗儀器研發(fā)的長期投入；二是鼓勵國產(chǎn)創(chuàng)新科學儀器商業(yè)市場化發(fā)展，推動國產(chǎn)商用儀器高水平發(fā)展，鼓勵實驗科學家使用國產(chǎn)高水平科學儀器，真正推動高水平科學儀器這個行業(yè)；三是培養(yǎng)具有國際競爭力高端科學儀器公司，加大投資來提升我國高端科學儀器的競爭力。

以下為部分發(fā)言實錄：

楊學明：大家好，我今天非常高興受財經(jīng)年會的邀請給大家講一些我的觀點，我的主要觀點是“先進科學儀器是推動科技及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先鋒”。

我們知道人類歷史發(fā)展史上大概有將近200萬年歷史，智人的歷史，但是真正意義上人類發(fā)展史上重要的認知也就三個時期，一個是人類在七八萬年左右認知的可能，人知道成為一個智人。第二個學會了農(nóng)業(yè)，養(yǎng)活自己，這也是一個非常重要的變革。但是對我們現(xiàn)代人來說，尤其對于我們當代人來說最重要的就是科技革命，科技革命于幾百年以前，到現(xiàn)在最多不會到500年時間，我們從石器時代到整個演化過程，這幾百年的時間是特別重要的。

我不用講為什么會是這個樣子。第一個現(xiàn)在人的能力或者現(xiàn)在所擁有的能力是無必成的，可以用望遠鏡看到幾百億光年的地方，小的可以看到原子分子，甚至更小的粒子，可以飛到任何地方，享受現(xiàn)代化的生活，甚至因為疫情影響現(xiàn)在去外面不容易，但是事實上人類幾乎可以到達地球任何地方，所以人能力可以說是進步，也是在我們小時候都是在的。

為什么會有這么大的進展，其根本就是科學的發(fā)展，科學發(fā)展最重要的就是我們?nèi)祟悓κ澜缬^的認識，人類是怎么認識世界的，大的科學世界觀影響了我們整個人類的發(fā)展，從古代亞里士多德的世界觀，早期我們認為是地球是位于宇宙中心的，我們也不知道世界上到底有多少原子分子，我們知道有水、土，但是這個時期的世界觀認識是非常粗糙，甚至有的是錯誤的，但是這個觀念一直延續(xù)到了現(xiàn)在四五百年以前，三四百年以前，也是主要人類發(fā)展時期的世界觀，直到牛頓世界觀的出現(xiàn)，才發(fā)現(xiàn)這個地球實際上是在繞著太陽轉的，實際上有很多的物體元素，物體的運動規(guī)律，為什么能夠繞著太陽轉，運動的規(guī)律由于牛頓力學出現(xiàn)，也是得益于科學方法論發(fā)展，推動了科學以及現(xiàn)代科學的發(fā)展，所以我們從亞里士多德的世界觀到牛頓世界觀，到近代世界觀的出現(xiàn)，近代科學發(fā)展是起了非常重要的作用。

從經(jīng)典力學到相對論，原子物理相對力學，從化學來講，從現(xiàn)代的元素到元素周期表，到化學理論，剛才唐院士講到分子，各個分子之間相互作用形成的，因為這些研究，我們對世界的認識達到了非常高的水平，我列了一些現(xiàn)代的科學世界觀達到了什么樣的水平。

我們知道世界上萬物是有基本粒子組成的，宇宙中四種基本作用力，地球上存在的元素總共有92種，宏觀物質和天體的運動規(guī)律符合牛頓力學規(guī)律，高速運動物質符合相對論理論，微觀物質世界的運動符合量子力學基本規(guī)律，電磁相互作用遵循電動力學，化學鍵，包括我們?nèi)?，我們都是用不同的元素組成的，而每一個元素都給我們?nèi)水a(chǎn)生了重要的影響，當然有DNA分子等等。

所以我們對世界的認識可以說達到了非常高的水平。

這些認識是從哪里來的，不是憑空來的，而是真正的實驗技術的變革一步一步推動了真正的科學革命，從遠古時期我們?nèi)祟愔荒苷J識到這個世界，就是當初認識的世界，我們只有耳朵能聽，我們對這個世界仍然是有限的，但是有了望遠鏡、放大鏡以后，我們對天體運動的規(guī)律有了非常深刻的認識，也是為什么誕生了牛頓力學的發(fā)現(xiàn)對經(jīng)典科學的時代起到了非常重大的推動作用，進一步技術的發(fā)展，譬如說光譜儀，質譜儀，核磁等等真正推動了科學發(fā)展，我們?yōu)槭裁从辛孔恿W，量子力學是因為當時看到了氫原子的光是分裂的，怎么來解釋這個現(xiàn)象，大家慢慢認識到原子的結構是量子，通過實現(xiàn)技術的變革是極大地推動了科學原理，大部分是實驗技術變革的受益者，尤其是科學家?？茖W的發(fā)展同時推動了世界技術的革命。從第一次技術革命，蒸汽機時代到電氣時代到量子時代，還有一個分子時代，特別對人的理解，我認為是一個真正意義上的第四次技術革命，這個當然還在繼續(xù)，還有當代信息時代的出現(xiàn)。所以科學的發(fā)展也是推動了技術革命，本身實驗技術的發(fā)展推動了科學發(fā)展，科學發(fā)展反過來又推動了整個世界技術的革命。

我很早意識到科學儀器對于科學發(fā)展的重要性，我也學了這個專業(yè)，因為我們古人也很重視這個工具，科學儀器就是我們做科學人的工具，所以在《論語》里面提到了“工欲善其事，必先利其器”，必須要有很好的工具，西方很多學者都有類似的觀點，從我的觀點來講，高水平的實驗科學研究，包括理論科學的發(fā)展，創(chuàng)新科學儀器是非常重要的，而且是推動科學研究非常重要的動力。

我從大學時代到研究生時代，從物理到實驗物理化學研究給了我這樣一個機會，我經(jīng)歷了很多新的科學儀器的研制，從氣象動力學到表面化學動力學的研究，都給了我們很好的認識化學反應機理，特別是一些工具，這些工具的發(fā)展對于我們來說是非常重要的。

我的主要領域是做化學動力學的，從化學反應共振態(tài)研究到化學反應幾何相位效應研究，我今天想要講的是科學儀器能夠推動這些研究的發(fā)展。

我們也在利用這樣新的科學儀器，在很多科學問題上開展了比較重要細致的研究。我剛才講的，科學儀器在我們研究里面非常重要，但是科學儀器在整個高科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中也具有非常重要的地位，我講幾個數(shù)據(jù)。

根據(jù)美國商務部的數(shù)據(jù)，科學儀器工業(yè)總產(chǎn)值只占工業(yè)總產(chǎn)值的4%，但對國民經(jīng)濟影響到66%，我們國家在這方面的投資投入是遠遠不夠，我們現(xiàn)在還有很多問題，因為沒有足夠控制這個領域的發(fā)展，以前投資不夠，時間不夠也是一個因素。

在科研領域，科學儀器發(fā)展當然是更重要，到2017年，諾貝爾自然科學獎的項目中，因發(fā)明科學儀器而直接獲獎的項目占11%，而72%的物理學獎，81%的化學獎，95%的生理學或醫(yī)學獎都是借助簡短科學儀器來完成的，先進科學儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展直接關乎我們國家科學技術的發(fā)展，也是我們國家強調的科技自立自強，也是一個非常重要的部分。

從古代Alpha粒子散射可以看到，它使得我們極大地推動了現(xiàn)代科學發(fā)展，建立了現(xiàn)代的原子結構模型，可以說大大推動了現(xiàn)代科學的進程。

而很多新的技術，譬如說質譜技術的發(fā)展，1899年，Wihelm Wien第一次用電場或磁場偏轉不同Q/M的帶電粒子的軌跡，而后有科學家也發(fā)明了現(xiàn)代質譜技術，質譜技術的發(fā)展對于現(xiàn)在化學環(huán)境，包括很多其他領域都產(chǎn)生了重要的影響，包括生物科學的影響。

質譜技術市場是巨大的，根據(jù)國外市場調查，2026年市場達到112億美元，而且在所有的領域里面都有非常重要的影響，所有先進技術的領域質譜能夠發(fā)揮非常重要的作用，當然那些產(chǎn)業(yè)里面往往產(chǎn)值是更大的，但是質譜本身的技術，看我們國家質譜專業(yè)排第五位，但是真正的高端專利，或者高端的質譜儀現(xiàn)在還是要靠進口。

還有一項是核磁共振技術，核磁共振發(fā)明已經(jīng)80多年以前了，這個技術在化學、材料、生物中應用得到了極大的拓展。這個技術的發(fā)展，使得我們對現(xiàn)代生物體的研究，包括化學的研究等等，包括對人類自己的診斷。譬如說核磁腦的成像，我剛剛做過核磁的成像，這些技術應用對我們?nèi)祟惗加蟹浅４蟮挠绊憽?

還有電鏡技術，在原子分子水平來看直接的觀察物質的結構。比如說冷凍電鏡的發(fā)明，獲得了2017年諾貝爾化學獎，真正推動了整個生物分子結構的進步。這些技術的發(fā)展直接影響了整個技術領域的發(fā)展。

激光技術更是這樣，激光的發(fā)展對于現(xiàn)代科技以及現(xiàn)代工業(yè)都產(chǎn)生了非常重要的影響，包括我們現(xiàn)在講的半導體制造，很多就是因為現(xiàn)在沒有先進的激光體，想要的激光體，極紫外光需要13.5納米的光源現(xiàn)在很難做出來，這是非?？ú弊拥募夹g，當然你說這些技術是科學儀器，還是不是科學儀器，實際上我認為跟實驗儀器沒有什么差別，只是它的功能不一樣。

總的來講，高端科學儀器對現(xiàn)代科技經(jīng)濟發(fā)展影響巨大，不管基礎研究也好，先進產(chǎn)業(yè)也好，我們的市場規(guī)模增長非常快，但是比較遺憾的是，我們國家在科學儀器的發(fā)展方面還是處于比較落后的狀態(tài)。特別是先進科學儀器的發(fā)展，先進科學儀器的排名前10名的公司里面沒有我們中國的，還有做光刻機器的，它的年銷售額是220億美元，我們現(xiàn)在當然在這方面遠遠沒有達到這樣的水平。

我想這個領域的特點，科學儀器領域發(fā)展跟前沿科學研究發(fā)展是非常緊密相關的，往往最先進科學儀器的核心技術，包括現(xiàn)在工業(yè)領域用的都是最前沿科學研究中產(chǎn)生的，因此科學儀器的發(fā)展應該是前沿科學技術研究非常重要的組成部分。很遺憾，我們國家在這塊還是強調的不夠，或者投入也是不夠的。

還有一個問題，科學儀器眾多非常多，雖然占國民經(jīng)濟比例不高，但是它對整個國民經(jīng)濟影響巨大，可以說是現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展最重要的基礎，也是很多重要領域容易被卡脖子的環(huán)節(jié)。

我們國家高端儀器發(fā)展存在的問題，缺乏人才核心技術，缺乏高端競爭力的儀器公司，還是比較依賴大學研究機構，規(guī)模較小而且比較分散。整個科學儀器工業(yè)基礎也不夠，高水平科學儀器發(fā)展的投資嚴重不足。這使得我們國家科學儀器發(fā)展大量依賴進口，嚴重制約我國科學研究和先進技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

我們希望未來能夠真正鼓勵創(chuàng)新科學儀器的發(fā)展，培養(yǎng)更多高端儀器研發(fā)人才，特別是加大對高校以及研究機構實驗儀器研發(fā)的長期投入。

鼓勵國產(chǎn)創(chuàng)新科學儀器商業(yè)市場化發(fā)展，推動國產(chǎn)商用儀器高水平發(fā)展，鼓勵實驗科學家使用國產(chǎn)高水平科學儀器，真正推動高水平科學儀器這個行業(yè)。

培養(yǎng)具有國際競爭力高端科學儀器公司，加大投資來提升我國高端科學儀器的競爭力。

總的來說高端科學儀器是我們國家科技領域非常明顯的短板，可以說是嚴重制約了我們國家科學研究和先進科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于我國實現(xiàn)科技自立自強非常關鍵，加大投入，培養(yǎng)一大批高端研發(fā)和創(chuàng)業(yè)人才，才有可能推動這一領域的快速發(fā)展，從根本上快速解決很多關鍵卡脖子技術難題，對于我國的科技自立自強至關重要。

我就講到這兒，謝謝大家。