中国煤炭仪器设备化道路上的几大障碍
时间：2012-08-07 阅读：30519
从物理原理的掌握和运用上来说，这是限制我们深入发展和创新的*个原因。举个例子。1986年，物理学诺贝尔奖授予了扫描隧道显微镜STM（scanningtunnelingmicroscopy）研究的几位工作者,其中之一是瑞士鲁西利康（Ruschlikon）IBM的德国物理学家格尔德.宾宁（GerdBinnig）和瑞士物理学家罗雷尔（HeinrichRohrer），表彰他们设计出了扫描隧道显微镜。STM的基本原理就是利用量子力学中的隧道效应，在金属针尖和样品表面形成隧道电流，从而实现了原子的表面成像。但是限于当时的技术条件，样品只能是导电的，还不能在非金属表面上进行成像。然而，随后的发展却更让我们吃惊，一些科学家又相继开发出能够在绝缘衬底上的原子力显微镜AFM（atomicforcemicroscopy），它是以硅或氮化硅为针尖与样品表面直接接触（contactmode），施加到样品上的力小到只有几个纳牛（nN）,甚至更小。这样，一下子就将测试的样品类型扩展到了几乎所有的被研究的材料表面。随后，人们又开发了多种多样功能类型的表面成像设备。从此，在微米、纳米尺度甚至原子水平上表面特性的研究进入到一个崭新的领域。由此看来，物理原理的掌握和运用实在是一个重要因素。（量热仪）
对数学的理解和运用是第二个主要因素。现代的工业绝大部分技术的实施都是以计算机控制为基础，因此，需要对诸如电压等物理模拟量需要进行数字化，然后计算机才能够进行有效的数据采集，再对数据进行分析，光滑处理，包括滤波分析、时域分析和频谱分析等，zui后输出图像等一些列过程。其中，要用到很多数学运算，傅里叶变换（FFT）、拉氏变换（Lplpace）、卷积（convulution）、相关（correlation）和互谱（crossspectrum）等。从这些分析途径中可以对信号进行频率的提取、图像的光滑处理、和未来事物发展的预测等。我们每每能够看到一些设备的软件做的不仅界面漂亮，而其数学处理真是很专业、深入又实用。现在，我们也看到国内某些研发部门也都做出了不少自己有特色的软件，但能否持续开发升级坚持下去，仍是一个问题。因此，只有当从数学原理上有了深刻的认识，并应用到设备上，这才能发挥数学真正的作用。
第三个便是集成电路的研发与应用。固体电子学zui大的成功是半导体上的集成电路的成功研制，集成电路上zui大的成功应用是在计算机上的发展，而计算机的发展却是带动整个网络时代发展的主要工具，并极大促进整个工业界在自动控制技术等领域中的应用。因此，集成电路的发展真正代表了一个国家科学技术发展的源动力。集成电路在摩尔定律的驱动下，已经大踏步向前，据说IBM等大公司已经开始向9nm的技术迈进。如果我们不能突破这一瓶颈，我们将会被越拉越远。
这三个方面的问题无疑是制约我们科技发展和进步的主要因素，其中既涉及到软的环境又涉及到硬的环境。我们可能既不缺乏懂得物理原理的人、也不乏善于数学的人，也不乏努力的技术人才，但是，如果没有一个很好的整合，未来真的将被越拉越远。只有开发出自己的设备，才能做出真正的属于自己的科研，才能真正实现中国制造。