北大一场实验故障揭示,我们打仗的枪,都可能是敌人造

800兆核磁共振谱仪

事件回顾

2018年12月5日,北京大学核磁共振中心发生了一起实验事故。

一台价值数千万的800兆赫兹核磁共振谱仪突然失控,喷出大量液氦,导致磁场急剧下降,这台高端设备本应用于尖端科研,却因为这次意外而瘫痪了。

设备出故障确实是不可避免的事情,为什么会引起如此大的关注?

问题的关键在于,当北大联系德国制造商布鲁克公司寻求帮助时,对方开出了一个令人咋舌的价码:23万元人工费,这还只是派人来看看的费用,还不包括可能需要的零件更换费用。

并且表示,如果没有修复成功,那么这23万元就是白白损失。

这一高昂的维修费用让北大陷入了两难境地,支付这笔费用,再加上其他的费用,无疑会给学校带来巨大的经济负担。

超导核磁共振谱仪

不支付,又意味着这台价值连城的设备可能会成为一堆废铁,这个困境不仅暴露了我国在高端科研仪器领域的脆弱性,更揭示了我们对外国技术的严重依赖。

但这并不是一个孤立的事件,事实上,它反映了中国科研仪器领域的普遍问题。

许多国内科研机构和大学在使用高端设备时,都面临着类似的困境,这些设备大多由外国公司生产,从购买、使用到维修,我们都受制于人。

这种情况不仅影响了科研进度,更严重的是,它可能会阻碍我国在某些关键科技领域的突破。

甚至,在军工领域,我们制造武器的一些设备,都得依靠别的国家的科研仪器。

有人可能会说,我们可以多买几台备用啊,但问题是,这些高端设备动辄上千万元,普通实验室根本负担不起,而且,即使有钱购买,我们依然无法摆脱对外国技术的依赖。

仪器

更令人担忧的是,这种依赖不仅存在于大型设备上,甚至一些看似普通的实验仪器,我们也难以完全自主生产。

从显微镜到色谱仪,从质谱仪到各种传感器,很多关键设备都依赖进口。

这种情况就像一个隐形的“卡脖子”,虽然不像芯片那样引人注目,但其影响可能更加深远。

因为科研仪器是科技创新的基础工具,如果在这个领域被“卡住”,我们在很多前沿科技领域的研究都可能会受到制约。

美国安捷伦7890b气相色谱仪

被卡脖子的现状

北大的这起事故只是冰山一角,它揭示了我国科研仪器仪器领域的整体困境,让我们来看看这个被“卡脖子”的领域究竟有多严重。

首先,我们必须承认一个残酷的现实:在高端科研仪器领域,中国仍然严重依赖进口。

特别是那些最尖端的设备,比如核磁共振仪和高分辨质谱仪,几乎全部依赖国外厂商,这不是小打小闹的问题,而是一个庞大的市场。

数据显示,2023年我国科学仪器的进口规模达到了惊人的169.8亿美元,更令人担忧的是,这个数字还在以每年5.4%的速度增长。

赛默飞Orbitrap Exploris 480 高分辨质谱仪 赛

你可能会问,难道我们就没有自己的仪器仪器吗?

当然有,但问题是质量差距太大了,国产仪器在可靠性和测量精度上,与国际先进水平相差整整一个数量级,这就好比你用一把尺子去测量头发的粗细,而别人用的是精密的显微镜。

让我们拿一个具体的例子来说明这个差距,示波器是一种常见的电子测量仪器,在很多领域都有广泛应用。

在这个领域,美国公司如德科技、泰克等占据着绝对的领先地位,它们不仅掌握了核心技术,还控制着大部分市场份额。

这种局面让人不禁想起芯片领域的情况,我们似乎又一次陷入了被动的境地。

这种技术差距在实际应用中造成的影响是巨大的。在科研和工业应用中,国产仪器经常出现故障,可靠性低下的问题。

不仅是生物医药,航空航天等关键领域也深受影响,这些领域需要极其精密的测量和控制,如果仪器不够先进或可靠,可能会直接影响到产品的质量和安全。

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更糟糕的是,这种对外部技术的依赖,使得我国在关键技术竞争中处于劣势,当其他国家在利用先进仪器快速推进研究时,我们却可能因为设备问题而步履维艰。

这就像是在一场马拉松比赛中,别人穿着专业跑鞋,而我们却只能穿着普通运动鞋。

有人可能会说,我们可以通过购买最先进的国外设备来弥补这个差距。

但问题是,最尖端的科研仪器往往受到出口管制,即使能买到,价格也高得惊人,而且一旦出现问题,我们又回到了北大那样的困境。

尖端科研仪器

更重要的是,科研仪器不仅仅是一个工具,它本身就代表了一个国家的科技水平,如果连最基本的科研工具都无法自主生产,我们又怎能在更高端的科技领域实现突破呢?

这种情况提醒我们,在追求科技创新的同时,我们不能忽视科研基础设施的重要性,就像盖房子需要先打好地基一样,要实现科技自立自强,我们必须先掌握科研仪器的核心技术。

而且,我们在仪器仪表领域被卡脖子,比在芯片领域卡脖子更可怕。

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为何比芯片更可怕

说到“卡脖子”,很多人首先想到的可能是芯片,确实,芯片领域的受制于人已经成为我国科技发展的一大痛点。

但是,今天我们要讨论的科研仪器领域,其实比芯片更加可怕,为什么这么说呢?

首先,我们不能否认芯片被“卡脖子”的严重性,芯片技术的受限直接影响了我国电子信息产业和通信等领域的发展。

芯片技术的落后,导致了整个产业链的断裂和技术的滞后,许多企业因此面临着巨大的生存压力。

但是,仪器仪表领域的“卡脖子”问题,在某些方面比芯片更加棘手,为什么这么说呢?

因为,科研仪器的“卡脖子”更为隐蔽,芯片的重要性是显而易见的,但科研仪器往往被忽视。

它们就像是科研工作中的“幕后英雄”,平时不太引人注目,但一旦出问题,整个研究可能就陷入停滞。

其次,科研仪器的影响范围更加广泛,芯片主要影响电子信息产业,而高端科研仪器是基础科学研究的支撑。

从物理、化学、生物到材料科学、环境科学,几乎所有的自然科学领域都离不开先进的科研仪器。

如果在这个领域被“卡住”,将直接制约新技术的研发和应用,影响国家的整体创新能力和国际竞争力。

想象一下,如果我们的科学家们使用的仪器精度比国外落后一个数量级,他们怎么可能在前沿领域与他人竞争?

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这就像是用望远镜观察宇宙,别人用的是哈勃望远镜,而我们却只能用普通的天文望远镜,能看到的东西自然就少得多。

更重要的是,科研仪器的落后会造成一种恶性循环,没有先进的仪器,就难以进行高水平的研究,没有高水平的研究,就难以开发出更先进的仪器,这种循环一旦形成,就很难打破。

但是,让人感到遗憾的是,我国在科研仪器领域曾经是有过辉煌的。

上世纪50年代,中国在光学仪器和科研设备领域取得了令人瞩目的成就,以王大珩为代表的一批科学家,为我国在某些领域奠定了较强的技术基础。

那时的中国,虽然整体科技水平不高,但在一些关键领域却能够自主研发先进仪器,这不仅支撑了当时的科研工作,更为后来的发展积累了宝贵的经验和人才。

然而,随着改革开放的深入,市场化进程的加快,情况开始发生变化。

王大珩

国外先进的仪器大量涌入中国市场,凭借其优异的性能和可靠性,很快占据了主导地位,国产仪器因为缺乏持续投入和创新,逐渐被外资产品所取代。

这种变化乍看之下似乎是好事:科研人员可以用上更先进的设备了,但从长远来看,却带来了严重的后果。

我们自主研发的动力减弱了,技术积累和创新能力也随之下降。等到我们意识到问题的严重性时,与国际先进水平的差距已经拉大到难以追赶的地步。

那么,我们该如何应对呢?

如何应对

面对科研仪器领域的“卡脖子”困境,我们不能坐以待毙,那么,我们该如何应对这个挑战呢?

首先,国家层面的支持至关重要,我们需要大幅增加对高端科研仪器研发的投入,这不仅仅是资金的问题,更需要制定长期的发展规划。

同时,我们还需要建立一个完善的政策体系,可以通过优惠政策鼓励采购和使用国产仪器。

这样不仅能为国产仪器提供市场,也能促进其不断改进和升级。形成一个用带动改进,改进促进使用的良性循环。

但是,光有政策还不够,我们还需要培养专业人才,高端科研仪器的研发需要跨学科的知识和技能,我们应该在高校设立相关专业,培养既懂科研又懂工程的复合型人才。

此外,产学研合作也是一个重要方向,我们可以鼓励高校、科研院所和企业之间的深度合作,让科研成果更快地转化为产品,让市场需求更好地指导研发方向。

好消息是,我们已经看到了一些积极的变化,最近,市场监管总局宣布我国首批高端仪器装备计量测评装置研制成功,这标志着我们在这一领域取得了重要进展。

三级联动

这些装置将为高端仪器的研发和生产提供重要支持,有助于提高我国科研仪器的整体水平。

企业层面也在不断努力,比如,雪迪龙等公司在智能制造和技术创新方面不断探索,正在逐步缩小与国际先进水平的差距,虽然道路还很长,但我们已经迈出了坚实的步伐。

当然,我们也要认识到,追赶国际先进水平是一个长期的过程,需要我们保持耐心和恒心。

我们不能期望一蹴而就,但只要方向正确,持续努力,我们终将缩小差距,甚至在某些领域实现超越。

同时,我们也不能忽视国际合作的重要性。虽然我们的目标是实现自主可控,但这并不意味着要完全封闭自己。

国际合作

我们应该积极参与国际科技合作,学习先进经验,同时也贡献我们的智慧。

在这个过程中,我们还需要建立健全的评估和反馈机制。定期评估国产仪器的性能和可靠性,收集用户反馈,及时发现问题并改进。

只有这样,我们才能确保研发方向始终符合实际需求,不断提高产品质量。

最后,我们还需要营造一个鼓励创新、宽容失败的社会氛围,开发高端科研仪器是一项艰巨的任务,难免会遇到挫折和失败。

我们要给予研发团队足够的支持和理解,让他们能够大胆创新,勇于尝试。

结语

回顾北大的实验故障事件,我们深刻认识到高端科研仪器领域的“卡脖子”问题不仅影响单个实验或项目的进展,更可能对国家的整体创新能力构成严重威胁。

这个问题比芯片领域的困境更为隐蔽,影响更加广泛,因为它涉及到几乎所有的基础科学研究领域。

国内首个!"安徽造"高端科学仪器

我们曾经在这个领域有过辉煌的历史,但在市场化的过程中逐渐失去了优势,现在,我们必须正视这个问题,采取有力措施来应对。

虽然道路艰难,但我们已经看到了希望,国家层面的重视和企业的不懈努力正在推动这个领域的进步。

我们相信,只要坚持自主创新,加强政策支持,我们终将能够突破技术瓶颈,实现高端科研仪器的自主可控。

中科院