院士说专业·笔记|尤政院士：上天下海，离不开仪器

中青报·中青网记者 张渺 雷宇

测控技术与仪器，是信息时代科学技术发展的源头，是科学研究的“先行官”，工业生产的“倍增器”，国防军事的“战斗力”，国民生活中的“物化法官”。

又是一年高考季，中国工程院院士、华中科技大学校长、中国仪器仪表学会理事长尤政在“院士说专业”节目里，给考生和家长讲解什么是测控，什么又是仪器。

“测量是手段、控制是目标，仪器是工具。”尤政说。

古人用司南指路，今人用卫星导航，实际上，这些都是仪器。人们用测量认识世界，用精准了解自然。仪器类专业的研究，就是掌握信息科学技术的源头。仪器类专业综合了计量、材料、机械、电子、光学、计算机、自动控制、人工智能等诸多交叉专业。

“天文望远镜的诞生，开辟了天文学研究的新纪元；正是由于X射线衍射仪的发明，人们才认识了DNA的双螺旋结构；扫描隧道显微镜的发明，推动了纳米科技的发展。”尤政说。先进科学仪器设备，既是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主体内容之一和创新成果的重要体现形式。

据尤政解释，仪器的制造水平和对先进仪器的需求，反映了一个国家的经济发展水平。美国国家标准与技术研究院（NIST）发布的数据显示，美国的仪器产业产值约占工业总产值的4%，拉动相关的经济产值却达到总产值的66%。此外，先进仪器行业本身也是经济发展的重要组成部分，发达国家仪器行业产值通常占GDP 的5%左右。

在科学研究活动中，科学仪器设备的作用也不能忽视，尤政向记者举了几个例子。神舟飞船在发射过程中，需要测量与控制，飞船在空间的运行也需要各种各类的仪器来进行保障。另外，我国自行设计、自主集成研制的载人潜水器蛟龙号，可以获取深海的环境的信息，“也是靠仪器来完成的”。他专门提到了华中科技大学两项成果，分别是能够测出重力常数G的重力测量仪，和能够测出人脑神经图谱的仪器。

“截至2019年，诺贝尔物理学奖、化学奖、生理学或医学奖中，直接因科学仪器而获奖的项目总数为42 项，占12％。有68.4%的物理学奖、74.6%的化学奖和90%的生物医学奖的研究成果，是借助各种先进的科学仪器完成的。”从上天到入海，尤政说，基础研究和产业技术进步的重大进展，往往是以实验仪器和技术方法的突破为先导。

尤政的科研团队，是国内最早的从事智能传感器与微系统技术方面研究的团队之一，在前沿科学问题、关键核心技术以及工程实践方面，都取得了许多创新成果。传感器作为“工业基石”，是各类产业赖以生存和发展的基础，作为“性能关键”，将“直接决定重大装备和整机产品的性能、质量”。

但他坦承，我国目前是传感器的生产与应用大国，品种齐全、产量第一，已完全可以满足低端市场的需求，却还说不上是传感器强国。目前，超过60%的市场份额被国外的爱默生、西门子、博世、意法半导体、霍尼韦尔等外国巨头占据，特别是高端产品几乎全靠进口，80%的传感器芯片依赖国外。

“我国智能传感器与微系统领域的核心关键技术发展相对滞后，中高端传感器还受制于人，已经成为“卡脖子”障碍。所以同学们，仪器类专业是一门亟待更多学子投身、发展、贡献的学科专业。”尤政感慨地说。

在华中科技大学的校园里，选择了测控技术和仪器专业的学生，通常是以兴趣为基础，也会考虑到测控“有着不错的发展前景”，在兴趣的推动下主动去学、乐意去学。该专业的学生，本科阶段首先需要学习人文社科以及自然科学类的通识类课程，专业类课程主要包括了由电子信息，精密机械，光学工程以及计算机及控制理论等等。学生们还能根据自己的兴趣，选择不同研究方向的课程，比如传感器技术、智能仪器及精密仪器，以及光学工程等方向的课程。

尤政提到，测控技术和仪器专业或许会让学生觉得，“学得比较苦”。那是因为这个专业涉及的知识面“特别宽”。很多本科专业的专业课程，往往在大四之前就已经学完了，但测控技术和仪器专业的学生，在大四阶段也还在上专业课。但尤政也强调，求学阶段的苦，是为了将来的甜。学生们毕业以后就进入了黄金时代，对社会需求的适应性都非常好。

“这是一个顶天立地的专业，你既可以做基础研究，钻研科学，也可以做一个服务社会的工程师，研究你所需要的产品。”用尤政的话来说，测控技术和仪器专业出来的学生，到了社会上，通常都会“供不应求”，这是一个“万金油”专业，很多行业“都需要我们去发挥作用”。

“在仪器类专业，你可以满怀美好的憧憬，利用你发明研制的先进仪器，探索人脑与自然的奥秘、改造世界、创造美好生活。同学们，仪器类专业欢迎你。”尤政说。