高精尖更需要,中国的第一个现代科学仪器工厂

作者: 网站首页  发布:2019-09-20

在上海,有一批 “40”后的退休老人,他们并没有像常人一样享受休闲滋润的退休生后,而是把大部分的退休时间,都投入了一个在国内逐渐边缘化甚至快要消失的行业国产科学仪器的制造上,他叫冯国利。

由于长期的闭关锁国,导致了近代中国在工业上的长期落后,然后,一批立志实业救国的企业家,在近代却留下了夺目的光辉。在仪器仪表行业,众多仪器仪表界的前辈们带给我们的是怎样的一个奋斗史呢?作为中国仪器仪表的前辈,维库仪器仪表网(www.hi1718.com)从后辈的角度给大家着重介绍一下中国的第一个现代科学仪器工厂,以及他的两个创始人--丁佐成和颜任光。

“工欲善其事、必先利其器。”探索科技前沿,离不开高精尖的科研设备。

冯国利现今已68岁。他曾是科研后勤兵,现在依旧坚守在国产科学仪器制造的前沿。

丁佐成(1897-1966),浙江省镇海县下邵乡丁家山村人,生于1897年6月11日。他排行第四,上有二兄一姊,下有三弟。其父系清朝秀才,在本村开办私塾,为本村子弟启蒙教育。由于家庭人口众多,束修之资不足以养家,故其母制作锡箔,作为副业。

不久前,中科院长春光机所研发出大型高精度光栅刻划机,并制造出世界最大面积的高精度中阶梯光栅,我国战略高技术相关领域所需的光栅不再受制于人。此前,我们只有根据别人提供的光栅来设计光谱仪器,不仅性能逊一筹,科学发现也往往落在后面。

冯国利2003年从科学器材公司退休。之后他专门对上海科学仪器市场进行了调查,发现这里几乎已成为外国科学仪器公司的天下,有100多家外资公司先后在全市设立经营和生产机构,有的还准备把研发中心搬到上海。而以前经常联系业务的国内器材厂商,几乎被挤到边缘,只能在中低档仪器方面进行低水平重复和低价格恶性竞争。

丁佐成幼年在其父所设私塾就读。年稍长,课后进山砍柴,至市上变卖,贴补家用。后去四明中学读书,因秉性诚实,聪明好学,为一美籍教师赞赏。中学毕业后,由彼资助考入南京金陵大学物理系。1918年毕业,留校任教三年。在任教期间,见学校实验室所用进口仪器损坏后无人修复,搁置不用,深感可惜;更感当时国家工业落后,不会制造仪表,一切依赖进口,利权外溢,由此萌发研究仪表,创建民族仪表工业的志愿。

科学仪器是科学研究的“先行官”。当前国产光谱仪器弱势的处境,正是长期以来我国科学仪器行业研制创新能力不足、中高端设备严重依赖进口问题的集中反映。以至于有人感慨,我们虽然能发表世界级的论文,可以“上天入地下海”,但如果科学研究的基本工具做不好,与科技强国相比,总感觉还有差距。

冯国利觉得科学器材市场,不应全是进口货的天下。曾经有一位法国专家向他介绍过一种新型色谱分析仪器,和传统产品相比,检测效率更高。凭着多年科学器材工作的经验,他判断该仪器特别适用于中药成分的分析和质量控制。国家药监部门的试用效果证实了冯国利的判断。

丁信奉基督教,得教会资助,于1921年至美国芝加哥大学攻读电器工程专业。1923年获硕士学位,留校任教一年。后去西屋电器公司任工程师,了解到电表设计和制造工艺。他曾去威斯登电表厂要求参观,被拒之门外,并遭讽刺:“中国人想制造电表,还要等30年。”丁气愤之余,激发了自力更生志气,立即放弃国外优厚待遇,于1925年3月回国。

在同等工艺和设计条件下,科研仪器性能的优劣,往往考验的是机械加工的精密度和各个零部件整体的配合度。采集相对重力数据,要用到一种相对重力测量仪,国内用到的基本是美国一家公司的产品。一位科技人员说,这个产品的最大奥妙不在于它用了什么神奇的材料,而在制造中能将弹簧弹力控制得恰到好处,弹簧的精度令人叹为观止。而在这些方面的不足,正是一些国产科学仪器处于行业中低端的原因之一。

于是费劲心力终于弄来了图纸。2006年起,他和其他两位老工程师一起,拿出退休金和亲戚朋友资助的几十万元,开始研制一种新型的色谱分析仪器。白手起家做仪器,没有资金、没有工厂。这条路走得异常艰辛。

回国后,从事仪表工业的开拓工作,买下了美国人在上海博物院路20号修理幻灯机的厂房和设备,建立中华科学仪器馆,资金6000元,职工4名,设备仅一台台钻及少量手工工具。建馆后曾研制成功船舶和航空用无线电收发报机,承包了当时中国航空公司两条航线上的通信设备,还亲自为招商局轮船装置收发报机,为发展中国航空航海事业通信设备作出了贡献,同时获利14万元。因经营有方,宁波商人朱旭昌集资和他合作,于1927年组成大华科学仪器厂股份有限公司,同时合作的还有着名仪器仪表专家颜任光。因营业蒸蒸日上,1928年职工人数增至60人左右。其后,无线电收发报机制造权被美商亚洲电气公司以15万元代价收买。丁以此作为制造电表的资金,于1929年10月制造成功R301型直流电表。以后又扩大品种,先后制造了多种类型、规格的交、直流电表及电力表、功率因数表,还自行设计制造了供学校物理电学实验用的电阻箱、分流器、检流计、可变电阻器等,实现了用国产仪表装备学校实验室的愿望。在此期间,丁还为美国西屋电气公司、鲍西·劳姆光学仪器公司等代理远东经销业务。

科研仪器研制、生产涉及方方面面,制约其水平和创新能力的,是一国整体的基础研究和基础工业能力。这些领域的改善是循序渐进的过程,非一朝一夕之功。目前,在设计、工艺水准同等条件下,若想提升科研仪器的竞争力,一个重要的途径是在机械加工精度等方面多琢磨,提升设备的可靠性和稳定性,甚至用“笨”办法弥补材料等硬件方面的短板。长春光机所研制团队,面对现成零部件缺失、精度不够的问题,以工匠般的态度,精益求精,采用土办法,手工研磨出比数控机床加工精度更高的零部件,才得以做出了大型高精度光栅刻划机。

这些年来,北京东路和虬江路,是冯国利去得最多的地方。在那里,他总能淘到既便宜又有用的东西。分析试纸需要专门薄膜,他从北京路买下一大卷原材料,拿回家剪开用熨斗一张张熨平;仪器减震需要弹簧,他买回大大小小一堆弹簧,逐一比试……凭着三位工程师多年积累的技术知识和实践经验,项目艰难而缓慢地推进着。2010年,在市科技创业中心“创业苗圃”的资助下,冯国利的团队获得一笔资助并成立了公司,样机试制得以开展。松江一家工厂的老板,看到一群六七十岁的老人如此执着,感动之下以成本价为他们加工样机。许多样机零部件需要拿到高校、院所的实验室或是工厂委托加工,然而对方一听说加工难度较大,便纷纷摇头,再听到只加工一、两个,就更不乐意了。费尽心力画图纸,又不批量生产,成本高利润小,何苦做赔本买卖?有时候好不容易找到加工单位,产品拿回来一看,全都不合格。

颜任光(1888-1968),又名颜嘉禄,字耀秋,今海南省乐东黎族自治县九所镇乐罗村人。物理学家、教育家。曾获得美国芝加哥大学物理博士学位。历任北京大学、私立海南大学、光华大学教授。早期从事气体离子运动的研究,在测定气体离子的迁移率方面做了独到的研究,对几种气体的粘滞系数的绝对值做出了精确的测定。主要研究仪器仪表,特别是多种电表的设计制造,对发展我国的仪器仪表作出了重大贡献。

当然,鼓励要下得了“笨”功夫、有工匠的劲头,并不是倡导回到手工时代,这在大规模生产时代既不经济也不现实。我国科学仪器要“出人头地”,关键在提升基础研究和工业生产能力,要有对细节极致打磨、较真的劲头。科学仪器的研制不单是计算机上的图纸模拟和测算,更少不了那些看似重复的机械化工作,一些“笨办法”亦不可小视。

这些困难如今一步步都走了过来现在已完成实验样机的试制,还申报了两项发明专利,年内将推出正式样机。他清楚他们的努力贡献是微薄的,所以让越来越多的人关注国产科学器材行业,至少,不要让它真的慢慢“消失”。

大约从1917年开始,北京大学理科已有物理实验课,本科一、二、三年级均有实验,每周为3小时。自从颜任光和丁燮林分别执掌物理系和理预科之后,他们特别注重实验室的建设,购置实验仪器或自制仪器、编写实验讲义、安排实验课程,尽量让学生的课堂理论学习和实验结合起来,培养学生的动手能力。同时,加强教师阵容,提高教学水平。作为系主任的颜任光,像电工一样经常携带着钳、锥等常用工具。他不仅在实验室为学生表演实验、解答疑难,而且经常要求学生并教学生使用刀、锉、锯、凿,做一些简单的铁制或木制器具。在课堂教学方面,颜任光还自制了许多简单教学设备,边讲课边表演。由于颜任光和丁燮林的努力,北京大学物理系的教学质量有了较大提高,也赢得了人们对该系的重视。20年代初,教育界有“南胡北颜”之称,推崇主持东南大学的胡刚复和北京大学物理系的颜任光,也足见其在中国物理学教学和培养人才上所建立的功勋。

(原载于《人民日报》 2016-11-2312版)

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1924-1925年,颜任光休假出国访问一年,曾在英国剑桥大学卡文迪许实验室参观学习,卢瑟福当时正在该实验室从事γ粒子轰击氮核实验。这次出国,使他最为感慨的是:“巧妇难做无米之炊”,中国太缺少科学研究的仪器设备了!手中不掌握任何仪器的物理学家,再好的科学见解也未必能付诸实现。回国后,颜任光毅然放弃北京大学教授职位,和物理学家丁佐成共同创办了中国第一个现代科学仪器工厂--上海大华科学仪器公司。从此,中国有了自己生产的物理仪器、仪表。

中华科学仪器馆及其后的大华科学仪器厂的创建,在中国仪表工业史上写下了三个第一:中国第一位仪表专家--丁佐成;中国第一家仪表制造厂;中国第一只国产仪表--R301型直流电表。日本侵略军侵华期间,工厂产销发生困难。丁一面经商,一面办厂,以商养厂,惨淡经营。丁拒绝与日本人合作制造航空仪表,坚持了民族气节。

中华人民共和国建立前夕,亲朋劝他去台湾。丁拒绝离沪,说:“我的事业在中国上海。”并毅然将多年赢利购买地产,购置钢材、设备。上海解放后,立即在上海东大名路1188号建造装配大楼、车间、食堂。当时的厂房、设备,在国内仪表行业中是第一流的,电工仪表的产量、品种也居全国第一。1954年,丁佐成响应政府号召,积极参加公私合营。大华科学仪器厂股份有限公司改名为大华仪表厂,丁任总工程师,负责全厂技术工作。1958年,大华仪表厂试制成工业用自动记录仪表。以后又从电子管仪表发展到晶体管仪表,进一步发展为集成电路仪表,连上了三个台阶。丁佐成在发展过程中起着重要的作用,为开发成功并生产的智能化仪表奠定了良好的基础。这些仪表已广泛应用于冶金、化工、石油、机械制造等领域。大华仪表厂已经发展成为仪表行业的骨干企业。丁佐成和颜任光为大华仪表厂和中国仪表工业的发展作出了重大贡献。

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