110多年來，約1/3的諾貝爾物理學和化學獎獎給了那些在發展科學儀器或測量方法方面有杰出貢獻的科學家。中國科學院院士楊國楨說：“掌握了最先進的科學儀器研發技術，就掌握了科技發展的主動權。”
今年年初，由中國科學院院士薛其坤領銜的科研團隊在實驗中首次發現量子反常霍爾效應。在這一重要發現的實驗中，許多關鍵部件都是科研團隊自己設計、集成的。
所謂原創性科研儀器，就是指國際上還沒有的、科學需求目標明確的科學工具。薛其坤說：“科研儀器對科學的進步有重要作用，不少重大科學發現都是科學家們在提高儀器性能或研制新原理儀器的過程中發現的。科學發展到今天，再想取得重大進步變得越來越困難。想得到創新性的成果，往往需要自己對買來的商用儀器進行改造、升級等，或者研制出全新的技術或儀器，使實驗提升到一個新的高度。”
沒有原創性科研儀器，很難產生開創性成果
在中科院過程工程研究所“多相復雜系統國家重點實驗室”，有一間虛擬的“小型工廠”——小型鍋爐、冶金爐、復雜的管道、管道中不停翻滾的流體……這間“小型工廠”是整齊排列的超級計算機產生的虛擬現實。
“這套超級計算機系統，已為近10家世界500強企業提供模擬計算服務。”葛蔚研究員介紹，不僅如此，這套系統還能輔助解決物理、化學和生命科學領域等基礎研究問題，甚至可以模擬人類現代技術還無法實現的科學實驗，如精細地描述完整的病毒結構的演化過程等。
這是我國科學家為了解決科學問題，自主研發的科研儀器設備，有力地促進了我國在“介尺度科學”這一新興科研領域的進展，在國際學界引起廣泛關注。
沒有創新的科研儀器，就很難產生開創性成果，發現別人沒有發現的問題。道理很簡單：用現成的儀器，即使做得再好、再精細，即使文章發表在國際一流的學術期刊，也大多是對已有成果的補充和拓展，科研就會始終徘徊在跟蹤、模仿階段。
國家自然科學基金委員會原主任陳宜瑜院士說：“現代科技的重大突破越來越依靠科研儀器的進步，特別是基于新原理的科研儀器的創新性發展。”
是什么制約了我國原創性科研儀器研發
今天，我國科學技術已發展到由跟蹤到引領的拐點，原創性科研儀器設備的研發是實現跨越式發展的關鍵。現在，我國也具備了這種研發能力，但是什么制約了研發的腳步呢？
原創思想之“少”。科學儀器畢竟只是一種工具，其根源還在于原創性科學思想的缺乏。中科院院士郭光燦曾說：“國外只要有人提出新的想法，我們很快就可以跟上并超越他們，但要做出領先的原創，我們還有一定距離。”原創性的科學思想較少，這固然與我國科學技術所處的發展階段有關，也與缺乏學術自信、缺乏承擔失敗的勇氣、缺乏積累有關。
合作創新之“難”。現在原創性的科學思想往往出現在交叉領域，科學儀器的研發，特別是大科學裝置的研發，更需要不同領域科學家的合作創新。但目前科研體制中，不同學科之間、各學術機構之間還存在條塊分割的情況，缺乏合作的頂層設計和指導。當然還有一個更現實的問題：一個項目，誰來做主導？出了成果，誰排在第一位？在采訪中，不止一位科學家道出合作之難。
技術人才之“缺”。科學家的想法要通過技術人員來實現，原創性科研儀器往往是特別“定制”的單型號“孤品”。很少有企業會承擔這種“定制”任務，一是覺得科學家們的要求很“怪異”；二是單做的話成本太高。因此，原創性科研儀器的研發需要一支特殊的技術人才隊伍。以中科院為例，原來幾乎每個研究所都有專門的技術人員，甚至是加工廠。如今，這支隊伍實力大不如前，技術人才的嚴重匱乏，已經制約了科研儀器的研發。
在采訪中，不少科學家表示，我國現行的科研管理體制也在某種程度上阻礙了創新性科研儀器設備的研發。有科學家表示：“現在科研經費的使用偏重于項目支持，一個科研項目大概3~5年就必須結題了，但儀器設備的研制要進行長時間的技術積累。因此，在項目驅動的科研經費劃撥模式下，科研人員不太可能潛心技術研發。”
原創性科研儀器研發需多方努力
“像我這個年紀的人，都是從30多歲才開始真正接觸到世界先進的科研水平，以前原創性科研儀器設備研發不夠，與我國科學發展所處的階段有關。”薛其坤說，“隨著科研水平的提高、科技人員隊伍的壯大，已經有越來越多的人瞄準了更高的目標。”
的確，發改委、財政部、教育部、科技部等部門都設立了科研儀器設備研發的相關計劃和專項。特別是國家自然科學基金委員會專門設立了“國家重大科研儀器設備研制專項”，就是要“鼓勵和培育具有原創性思想的探索性科研儀器研制，著力支持原創性重大科研儀器設備研制，為科學研究提供更新穎的手段和工具”。2012年度，這一專項的資助金額達到10億元。
打破管理條塊分割、促進各研究機構協同創新，也成為新一輪科研體制改革的重頭戲。日前，中科院對院機關科研管理體系進行了重大改革，在科研業務管理方面，取消了按領域劃分的資源環境、生命科學的專業司局，代之以前沿科學與教育局、重大科技任務局、科技促進發展局。中科院院長白春禮坦言：“把研究所按條塊劃分給業務局聯系和管理，把經費切塊分配給各業務局，必然帶來經費分配、項目組織等管理權限和利益性考量上的問題。”
不少科學家也都提到，解決原創性科研儀器設備研發的種種“難”與“缺”，關鍵是要改革與完善科研評價體制。“比如缺少原創學術思想這一點。提出原創性的科學思想有很大的失敗風險，也需要相當長的時間去發展和驗證。可現在的科研評價體制，根本不容失敗。”也有科學家表示：“按目前科研機構的評價標準，技術人才的上升空間比較小、待遇也比較低。所以，要想建立一支隊伍，就必須認真考慮對不同人才的評價方式。”