(三) 科學(xué)儀器在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用與地位
我感到中科院士在建議實施‘張衡工程’的建議中指出的:“誰掌握了科學(xué)儀器創(chuàng)新的主動權(quán)、誰就具備了提升重在裝備制造業(yè)、尤其是控制及操作系統(tǒng)創(chuàng)新能國的基礎(chǔ)”是很有道理的。劉部長的專論中指出“在現(xiàn)代化生產(chǎn)中,雖然各種測量與控制儀器儀表通常僅占化工廠、鋼鐵廠等固定資產(chǎn)的 15%左右, 但正是這些科學(xué)儀器決定著產(chǎn)品的品質(zhì)和水平,決定著這些企業(yè)產(chǎn)品競爭力。”儀器儀表學(xué)會有眾多面向工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化儀器儀表分支學(xué)科和產(chǎn)業(yè),但我想大家一定會比我這個在自動化儀器儀表方面的初學(xué)者更了解到“在線分析儀器”或更確切地稱這為“生產(chǎn)全程自動化質(zhì)控體系”,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中飛速突起和快速發(fā)展.這個新概念可理解為科學(xué)分析測試儀器和自動化儀器儀表的高度的有機(jī)結(jié)合,據(jù)說“在線分析儀器”以每年30%以上速度大幅增長,并已超過DCS的投入。所以科學(xué)儀器進(jìn)入工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的趨勢將是大為可觀!
(四) 一個科學(xué)方法機(jī)理的發(fā)展,導(dǎo)致科學(xué)儀器創(chuàng)新,促成使學(xué)科和產(chǎn)業(yè)及企業(yè)發(fā)展的故事
如今大家從醫(yī)療診斷,親子檢定、罪證與物證檢定,食品安全、新藥開發(fā)和藥檢、環(huán)保與生態(tài)監(jiān)測、農(nóng)牧業(yè)育種等眾多涉及生命科學(xué)領(lǐng)域,都聽到過基因(DNA)檢定、檢測。但能實現(xiàn)這一大步,應(yīng)歸功于體外基因擴(kuò)增,否則僅靠從一點點原樣品中分離、純化出極微量DNA,是難于實現(xiàn)基因檢測的,所以基因擴(kuò)增機(jī)理的發(fā)現(xiàn),儀器的創(chuàng)新,很快地得到極廣泛的應(yīng)用,導(dǎo)致引發(fā)一場有數(shù)位諾貝爾得主出場的,被戲稱為世界級的官司,其有趣的要點:
1. 維斯WEISS(1968年)斯密斯SMITH(1970)和柯勒納K HORANA(1971年)提出了基因復(fù)制,擴(kuò)增的思路和機(jī)理,尤其是柯勒納提出的體外變性、引物雜交、聚合酶延伸,可不斷地復(fù)制,擴(kuò)增基因,但當(dāng)時因引物合成和DNA測序困難,該設(shè)想和機(jī)理漸被人遺忘。產(chǎn)
2. 約15年后的1985年,塞特斯(CETUS)公司年輕的科學(xué)家謬?yán)梗∕ULLIS) 在偶然靈感的啟迪下,發(fā)明了聚合酶鏈反應(yīng)(Pilymerase Chain ,PCR),使得前面提到的柯勒納設(shè)想和機(jī)理付諸實現(xiàn)。謬?yán)沟瘸跗诮⒌腜CR方法僅采用三種溫度的水浴鍋。1988年塞克等將耐熱的聚合酶引入PCR,擴(kuò)增的特異性和效率聚增,同時也推出自動化的三階段梯、精確升降溫控的PCR儀,1987年獲美國專利權(quán),1990年通過商標(biāo)復(fù)核。
3. PCR儀和方法很快風(fēng)行于生命科學(xué)相關(guān)的眾多領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè),此時杜邦公司也生產(chǎn)PCR儀,并看好PCR技術(shù)的廣寬的市場前景,所以向當(dāng)時還是小公司的塞特斯公司發(fā)難,提出訴訟,認(rèn)為此專利權(quán)應(yīng)授于諾貝爾獎的得主,即上面提到過的柯勒納,因他在1971年即發(fā)表了PCR技術(shù)的機(jī)理、方法,并提出了論文和科研基金申請書等物證、且有諾貝爾獎得主Kombeng及Khorana七十年代學(xué)生出庭作證。塞特斯公司也不示弱,也提供了二位諾貝爾獎得主Smith和Klug的證詞。
4. 對于機(jī)理由一個科學(xué)家發(fā)現(xiàn)和提出,而據(jù)此機(jī)理設(shè)計和創(chuàng)立的儀器和技術(shù)由另一科學(xué)家完成的科技成果應(yīng)歸屬誰,爭論和審理了數(shù)月,最舊金山地方法院判決杜邦公司敗訴。即PCR機(jī)理是諾貝爾獎得主的,而PCR儀的專利權(quán)是屬塞特斯公司的。有趣的是、塞特斯公司的年輕科學(xué)家謬?yán)褂捎谒赑CR儀和技術(shù)方面的杰出貢獻(xiàn),也于1993年度獲得諾貝爾獎。
5. 此后塞特斯公司名氣大振,財氣大盛,高價被ROCHE公司收購,又構(gòu)成PE—ROCHE聯(lián)盟,進(jìn)而又成為PE中的主力,這批搞生物技術(shù)儀器的人士逐漸成為PE集團(tuán)中的掌權(quán)派,最后反把PE公司中的分析儀器部門賣了,其自身組成今日美國應(yīng)用生生物系統(tǒng)集團(tuán)(我ABI),而PE中被賣掉的分析儀器部門經(jīng)重組、成為集分析儀器和生命科學(xué)儀器為一體的珀金埃樂墨集團(tuán) ,至今形成兩個年銷售額均為十億美元的科學(xué) 儀器大集團(tuán)。
以上事例的啟迪,我感到有5點:
(1) 科學(xué)研究方法和機(jī)理(或稱技術(shù)思路)是由各學(xué)科自身發(fā)展所引發(fā)的,甚至可以說是逼出來的。
(2) 科學(xué)研究方法和機(jī)理是科學(xué)儀器創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)。
(3) 二者是互動的,并不斷地完善。作為科學(xué)儀器廠家要善于及時捕捉和運(yùn)用新發(fā)現(xiàn)的機(jī)理,進(jìn)而物化為新儀器。
(4) 完善的科學(xué)儀器和科學(xué)研究方法又為該學(xué)科的發(fā)展起到推動作用,進(jìn)而推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
(5) 要把我國強(qiáng)于和善于模仿的思維方式,上升為標(biāo)新立異方式。創(chuàng)新為上的思維方式。
我感到中科院士在建議實施‘張衡工程’的建議中指出的:“誰掌握了科學(xué)儀器創(chuàng)新的主動權(quán)、誰就具備了提升重在裝備制造業(yè)、尤其是控制及操作系統(tǒng)創(chuàng)新能國的基礎(chǔ)”是很有道理的。劉部長的專論中指出“在現(xiàn)代化生產(chǎn)中,雖然各種測量與控制儀器儀表通常僅占化工廠、鋼鐵廠等固定資產(chǎn)的 15%左右, 但正是這些科學(xué)儀器決定著產(chǎn)品的品質(zhì)和水平,決定著這些企業(yè)產(chǎn)品競爭力。”儀器儀表學(xué)會有眾多面向工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化儀器儀表分支學(xué)科和產(chǎn)業(yè),但我想大家一定會比我這個在自動化儀器儀表方面的初學(xué)者更了解到“在線分析儀器”或更確切地稱這為“生產(chǎn)全程自動化質(zhì)控體系”,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中飛速突起和快速發(fā)展.這個新概念可理解為科學(xué)分析測試儀器和自動化儀器儀表的高度的有機(jī)結(jié)合,據(jù)說“在線分析儀器”以每年30%以上速度大幅增長,并已超過DCS的投入。所以科學(xué)儀器進(jìn)入工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的趨勢將是大為可觀!
(四) 一個科學(xué)方法機(jī)理的發(fā)展,導(dǎo)致科學(xué)儀器創(chuàng)新,促成使學(xué)科和產(chǎn)業(yè)及企業(yè)發(fā)展的故事
如今大家從醫(yī)療診斷,親子檢定、罪證與物證檢定,食品安全、新藥開發(fā)和藥檢、環(huán)保與生態(tài)監(jiān)測、農(nóng)牧業(yè)育種等眾多涉及生命科學(xué)領(lǐng)域,都聽到過基因(DNA)檢定、檢測。但能實現(xiàn)這一大步,應(yīng)歸功于體外基因擴(kuò)增,否則僅靠從一點點原樣品中分離、純化出極微量DNA,是難于實現(xiàn)基因檢測的,所以基因擴(kuò)增機(jī)理的發(fā)現(xiàn),儀器的創(chuàng)新,很快地得到極廣泛的應(yīng)用,導(dǎo)致引發(fā)一場有數(shù)位諾貝爾得主出場的,被戲稱為世界級的官司,其有趣的要點:
1. 維斯WEISS(1968年)斯密斯SMITH(1970)和柯勒納K HORANA(1971年)提出了基因復(fù)制,擴(kuò)增的思路和機(jī)理,尤其是柯勒納提出的體外變性、引物雜交、聚合酶延伸,可不斷地復(fù)制,擴(kuò)增基因,但當(dāng)時因引物合成和DNA測序困難,該設(shè)想和機(jī)理漸被人遺忘。產(chǎn)
2. 約15年后的1985年,塞特斯(CETUS)公司年輕的科學(xué)家謬?yán)梗∕ULLIS) 在偶然靈感的啟迪下,發(fā)明了聚合酶鏈反應(yīng)(Pilymerase Chain ,PCR),使得前面提到的柯勒納設(shè)想和機(jī)理付諸實現(xiàn)。謬?yán)沟瘸跗诮⒌腜CR方法僅采用三種溫度的水浴鍋。1988年塞克等將耐熱的聚合酶引入PCR,擴(kuò)增的特異性和效率聚增,同時也推出自動化的三階段梯、精確升降溫控的PCR儀,1987年獲美國專利權(quán),1990年通過商標(biāo)復(fù)核。
3. PCR儀和方法很快風(fēng)行于生命科學(xué)相關(guān)的眾多領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè),此時杜邦公司也生產(chǎn)PCR儀,并看好PCR技術(shù)的廣寬的市場前景,所以向當(dāng)時還是小公司的塞特斯公司發(fā)難,提出訴訟,認(rèn)為此專利權(quán)應(yīng)授于諾貝爾獎的得主,即上面提到過的柯勒納,因他在1971年即發(fā)表了PCR技術(shù)的機(jī)理、方法,并提出了論文和科研基金申請書等物證、且有諾貝爾獎得主Kombeng及Khorana七十年代學(xué)生出庭作證。塞特斯公司也不示弱,也提供了二位諾貝爾獎得主Smith和Klug的證詞。
4. 對于機(jī)理由一個科學(xué)家發(fā)現(xiàn)和提出,而據(jù)此機(jī)理設(shè)計和創(chuàng)立的儀器和技術(shù)由另一科學(xué)家完成的科技成果應(yīng)歸屬誰,爭論和審理了數(shù)月,最舊金山地方法院判決杜邦公司敗訴。即PCR機(jī)理是諾貝爾獎得主的,而PCR儀的專利權(quán)是屬塞特斯公司的。有趣的是、塞特斯公司的年輕科學(xué)家謬?yán)褂捎谒赑CR儀和技術(shù)方面的杰出貢獻(xiàn),也于1993年度獲得諾貝爾獎。
5. 此后塞特斯公司名氣大振,財氣大盛,高價被ROCHE公司收購,又構(gòu)成PE—ROCHE聯(lián)盟,進(jìn)而又成為PE中的主力,這批搞生物技術(shù)儀器的人士逐漸成為PE集團(tuán)中的掌權(quán)派,最后反把PE公司中的分析儀器部門賣了,其自身組成今日美國應(yīng)用生生物系統(tǒng)集團(tuán)(我ABI),而PE中被賣掉的分析儀器部門經(jīng)重組、成為集分析儀器和生命科學(xué)儀器為一體的珀金埃樂墨集團(tuán) ,至今形成兩個年銷售額均為十億美元的科學(xué) 儀器大集團(tuán)。
以上事例的啟迪,我感到有5點:
(1) 科學(xué)研究方法和機(jī)理(或稱技術(shù)思路)是由各學(xué)科自身發(fā)展所引發(fā)的,甚至可以說是逼出來的。
(2) 科學(xué)研究方法和機(jī)理是科學(xué)儀器創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)。
(3) 二者是互動的,并不斷地完善。作為科學(xué)儀器廠家要善于及時捕捉和運(yùn)用新發(fā)現(xiàn)的機(jī)理,進(jìn)而物化為新儀器。
(4) 完善的科學(xué)儀器和科學(xué)研究方法又為該學(xué)科的發(fā)展起到推動作用,進(jìn)而推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
(5) 要把我國強(qiáng)于和善于模仿的思維方式,上升為標(biāo)新立異方式。創(chuàng)新為上的思維方式。
(中國儀器儀表學(xué)會 中國農(nóng)科院 中國分析測試協(xié)會)