北大一場實驗故障揭示,我們打仗的槍,都可能是敵人造

800兆核磁共振譜儀

事件回顧

2018年12月5日,北京大學核磁共振中心發生了一起實驗事故。

一臺價值數千萬的800兆赫茲核磁共振譜儀突然失控,噴出大量液氦,導致磁場急劇下降,這臺高端設備本應用於尖端科研,卻因爲這次意外而癱瘓了。

設備出故障確實是不可避免的事情,爲什麼會引起如此大的關注?

問題的關鍵在於,當北大聯繫德國製造商布魯克公司尋求幫助時,對方開出了一個令人咋舌的價碼:23萬元人工費,這還只是派人來看看的費用,還不包括可能需要的零件更換費用。

並且表示,如果沒有修復成功,那麼這23萬元就是白白損失。

這一高昂的維修費用讓北大陷入了兩難境地,支付這筆費用,再加上其他的費用,無疑會給學校帶來巨大的經濟負擔。

超導核磁共振譜儀

不支付,又意味着這臺價值連城的設備可能會成爲一堆廢鐵,這個困境不僅暴露了我國在高端科研儀器領域的脆弱性,更揭示了我們對外國技術的嚴重依賴。

但這並不是一個孤立的事件,事實上,它反映了中國科研儀器領域的普遍問題。

許多國內科研機構和大學在使用高端設備時,都面臨着類似的困境,這些設備大多由外國公司生產,從購買、使用到維修,我們都受制於人。

這種情況不僅影響了科研進度,更嚴重的是,它可能會阻礙我國在某些關鍵科技領域的突破。

甚至,在軍工領域,我們製造武器的一些設備,都得依靠別的國家的科研儀器。

有人可能會說,我們可以多買幾臺備用啊,但問題是,這些高端設備動輒上千萬元,普通實驗室根本負擔不起,而且,即使有錢購買,我們依然無法擺脫對外國技術的依賴。

儀器

更令人擔憂的是,這種依賴不僅存在於大型設備上,甚至一些看似普通的實驗儀器,我們也難以完全自主生產。

從顯微鏡到色譜儀,從質譜儀到各種傳感器,很多關鍵設備都依賴進口。

這種情況就像一個隱形的“卡脖子”,雖然不像芯片那樣引人注目,但其影響可能更加深遠。

因爲科研儀器是科技創新的基礎工具,如果在這個領域被“卡住”,我們在很多前沿科技領域的研究都可能會受到制約。

美國安捷倫7890b氣相色譜儀

被卡脖子的現狀

北大的這起事故只是冰山一角,它揭示了我國科研儀器儀器領域的整體困境,讓我們來看看這個被“卡脖子”的領域究竟有多嚴重。

首先,我們必須承認一個殘酷的現實:在高端科研儀器領域,中國仍然嚴重依賴進口。

特別是那些最尖端的設備,比如核磁共振儀和高分辨質譜儀,幾乎全部依賴國外廠商,這不是小打小鬧的問題,而是一個龐大的市場。

數據顯示,2023年我國科學儀器的進口規模達到了驚人的169.8億美元,更令人擔憂的是,這個數字還在以每年5.4%的速度增長。

賽默飛Orbitrap Exploris 480 高分辨質譜儀 賽

你可能會問,難道我們就沒有自己的儀器儀器嗎?

當然有,但問題是質量差距太大了,國產儀器在可靠性和測量精度上,與國際先進水平相差整整一個數量級,這就好比你用一把尺子去測量頭髮的粗細,而別人用的是精密的顯微鏡。

讓我們拿一個具體的例子來說明這個差距,示波器是一種常見的電子測量儀器,在很多領域都有廣泛應用。

在這個領域,美國公司如德科技、泰克等佔據着絕對的領先地位,它們不僅掌握了核心技術,還控制着大部分市場份額。

這種局面讓人不禁想起芯片領域的情況,我們似乎又一次陷入了被動的境地。

這種技術差距在實際應用中造成的影響是巨大的。在科研和工業應用中,國產儀器經常出現故障,可靠性低下的問題。

不僅是生物醫藥,航空航天等關鍵領域也深受影響,這些領域需要極其精密的測量和控制,如果儀器不夠先進或可靠,可能會直接影響到產品的質量和安全。

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更糟糕的是,這種對外部技術的依賴,使得我國在關鍵技術競爭中處於劣勢,當其他國家在利用先進儀器快速推進研究時,我們卻可能因爲設備問題而步履維艱。

這就像是在一場馬拉松比賽中,別人穿着專業跑鞋,而我們卻只能穿着普通運動鞋。

有人可能會說,我們可以通過購買最先進的國外設備來彌補這個差距。

但問題是,最尖端的科研儀器往往受到出口管制,即使能買到,價格也高得驚人,而且一旦出現問題,我們又回到了北大那樣的困境。

尖端科研儀器

更重要的是,科研儀器不僅僅是一個工具,它本身就代表了一個國家的科技水平,如果連最基本的科研工具都無法自主生產,我們又怎能在更高端的科技領域實現突破呢?

這種情況提醒我們,在追求科技創新的同時,我們不能忽視科研基礎設施的重要性,就像蓋房子需要先打好地基一樣,要實現科技自立自強,我們必須先掌握科研儀器的核心技術。

而且,我們在儀器儀表領域被卡脖子,比在芯片領域卡脖子更可怕。

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爲何比芯片更可怕

說到“卡脖子”,很多人首先想到的可能是芯片,確實,芯片領域的受制於人已經成爲我國科技發展的一大痛點。

但是,今天我們要討論的科研儀器領域,其實比芯片更加可怕,爲什麼這麼說呢?

首先,我們不能否認芯片被“卡脖子”的嚴重性,芯片技術的受限直接影響了我國電子信息產業和通信等領域的發展。

芯片技術的落後,導致了整個產業鏈的斷裂和技術的滯後,許多企業因此面臨着巨大的生存壓力。

但是,儀器儀表領域的“卡脖子”問題,在某些方面比芯片更加棘手,爲什麼這麼說呢?

因爲,科研儀器的“卡脖子”更爲隱蔽,芯片的重要性是顯而易見的,但科研儀器往往被忽視。

它們就像是科研工作中的“幕後英雄”,平時不太引人注目,但一旦出問題,整個研究可能就陷入停滯。

其次,科研儀器的影響範圍更加廣泛,芯片主要影響電子信息產業,而高端科研儀器是基礎科學研究的支撐。

從物理、化學、生物到材料科學、環境科學,幾乎所有的自然科學領域都離不開先進的科研儀器。

如果在這個領域被“卡住”,將直接制約新技術的研發和應用,影響國家的整體創新能力和國際競爭力。

想象一下,如果我們的科學家們使用的儀器精度比國外落後一個數量級,他們怎麼可能在前沿領域與他人競爭?

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這就像是用望遠鏡觀察宇宙,別人用的是哈勃望遠鏡,而我們卻只能用普通的天文望遠鏡,能看到的東西自然就少得多。

更重要的是,科研儀器的落後會造成一種惡性循環,沒有先進的儀器,就難以進行高水平的研究,沒有高水平的研究,就難以開發出更先進的儀器,這種循環一旦形成,就很難打破。

但是,讓人感到遺憾的是,我國在科研儀器領域曾經是有過輝煌的。

上世紀50年代,中國在光學儀器和科研設備領域取得了令人矚目的成就,以王大珩爲代表的一批科學家,爲我國在某些領域奠定了較強的技術基礎。

那時的中國,雖然整體科技水平不高,但在一些關鍵領域卻能夠自主研發先進儀器,這不僅支撐了當時的科研工作,更爲後來的發展積累了寶貴的經驗和人才。

然而,隨着改革開放的深入,市場化進程的加快,情況開始發生變化。

王大珩

國外先進的儀器大量涌入中國市場,憑藉其優異的性能和可靠性,很快佔據了主導地位,國產儀器因爲缺乏持續投入和創新,逐漸被外資產品所取代。

這種變化乍看之下似乎是好事:科研人員可以用上更先進的設備了,但從長遠來看,卻帶來了嚴重的後果。

我們自主研發的動力減弱了,技術積累和創新能力也隨之下降。等到我們意識到問題的嚴重性時,與國際先進水平的差距已經拉大到難以追趕的地步。

那麼,我們該如何應對呢?

如何應對

面對科研儀器領域的“卡脖子”困境,我們不能坐以待斃,那麼,我們該如何應對這個挑戰呢?

首先,國家層面的支持至關重要,我們需要大幅增加對高端科研儀器研發的投入,這不僅僅是資金的問題,更需要制定長期的發展規劃。

同時,我們還需要建立一個完善的政策體系,可以通過優惠政策鼓勵採購和使用國產儀器。

這樣不僅能爲國產儀器提供市場,也能促進其不斷改進和升級。形成一個用帶動改進,改進促進使用的良性循環。

但是,光有政策還不夠,我們還需要培養專業人才,高端科研儀器的研發需要跨學科的知識和技能,我們應該在高校設立相關專業,培養既懂科研又懂工程的複合型人才。

此外,產學研合作也是一個重要方向,我們可以鼓勵高校、科研院所和企業之間的深度合作,讓科研成果更快地轉化爲產品,讓市場需求更好地指導研發方向。

好消息是,我們已經看到了一些積極的變化,最近,市場監管總局宣佈我國首批高端儀器裝備計量測評裝置研製成功,這標誌着我們在這一領域取得了重要進展。

三級聯動

這些裝置將爲高端儀器的研發和生產提供重要支持,有助於提高我國科研儀器的整體水平。

企業層面也在不斷努力,比如,雪迪龍等公司在智能製造和技術創新方面不斷探索,正在逐步縮小與國際先進水平的差距,雖然道路還很長,但我們已經邁出了堅實的步伐。

當然,我們也要認識到,追趕國際先進水平是一個長期的過程,需要我們保持耐心和恆心。

我們不能期望一蹴而就,但只要方向正確,持續努力,我們終將縮小差距,甚至在某些領域實現超越。

同時,我們也不能忽視國際合作的重要性。雖然我們的目標是實現自主可控,但這並不意味着要完全封閉自己。

國際合作

我們應該積極參與國際科技合作,學習先進經驗,同時也貢獻我們的智慧。

在這個過程中,我們還需要建立健全的評估和反饋機制。定期評估國產儀器的性能和可靠性,收集用戶反饋,及時發現問題並改進。

只有這樣,我們才能確保研發方向始終符合實際需求,不斷提高產品質量。

最後,我們還需要營造一個鼓勵創新、寬容失敗的社會氛圍,開發高端科研儀器是一項艱鉅的任務,難免會遇到挫折和失敗。

我們要給予研發團隊足夠的支持和理解,讓他們能夠大膽創新,勇於嘗試。

結語

回顧北大的實驗故障事件,我們深刻認識到高端科研儀器領域的“卡脖子”問題不僅影響單個實驗或項目的進展,更可能對國家的整體創新能力構成嚴重威脅。

這個問題比芯片領域的困境更爲隱蔽,影響更加廣泛,因爲它涉及到幾乎所有的基礎科學研究領域。

國內首個!"安徽造"高端科學儀器

我們曾經在這個領域有過輝煌的歷史,但在市場化的過程中逐漸失去了優勢,現在,我們必須正視這個問題,採取有力措施來應對。

雖然道路艱難,但我們已經看到了希望,國家層面的重視和企業的不懈努力正在推動這個領域的進步。

我們相信,只要堅持自主創新,加強政策支持,我們終將能夠突破技術瓶頸,實現高端科研儀器的自主可控。

中科院