過去百年來，諾貝爾自然科學(xué)獎所涉及的開創(chuàng)性工作和重大發(fā)現(xiàn)中，近70%借助儀器完成，物理和化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展更是離不開科學(xué)儀器的支撐。
正是意識到儀器在促進(jìn)科技進(jìn)步、推動人類認(rèn)識客觀世界方面的重要意義，十多年來，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)副校長杜江峰帶領(lǐng)的微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊在國家自然科學(xué)基金的長期支持下，“邊科研邊研制”，在微觀尺度磁共振譜學(xué)及生物、物理、信息等領(lǐng)域取得了一系列原創(chuàng)成果，60余篇相關(guān)論文在《科學(xué)》《自然》《自然》子刊和《物理評論快報》等期刊上發(fā)表，多項成果獲得獎勵。他們依托創(chuàng)新科研成果研制的近20種儀器，已廣泛服務(wù)于高校、研究所、醫(yī)院和企業(yè)。
杜江峰（右）指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)
杜江峰認(rèn)為，如果研制出原創(chuàng)的科學(xué)儀器是從“0”到“1”，那么把儀器送到千萬用戶手中，讓用戶來驗(yàn)收就是從“一”到“萬”。在當(dāng)前中國急需各種高端儀器的情況下，儀器研制應(yīng)做到從“零”到“萬”。
“借”和“買”的困境
上世紀(jì)末以前，我國科學(xué)家多數(shù)是做些不用儀器或使用低端儀器的研究。后來能從國外買一些高端儀器，但不少研究仍是“買得到就做，買不到就不做”。
“這給科技創(chuàng)新帶來了巨大阻礙。一是發(fā)達(dá)國家對高端儀器禁運(yùn)，有錢也買不到。二是即便能買，拿到儀器時也比人家晚一個階段。三是拿到儀器后，因?yàn)闆]有維護(hù)維修能力，往往難以發(fā)揮最大作用?！倍沤鍖Α吨袊茖W(xué)報》說，“現(xiàn)代科技已經(jīng)發(fā)展到高度依賴尖端科學(xué)儀器的階段，但我們的供給嚴(yán)重不足，儀器缺乏已經(jīng)成為制約我們原始創(chuàng)新的大問題?！?
20年前，杜江峰團(tuán)隊基本上靠借儀器做實(shí)驗(yàn)，聽說哪里有儀器，就跑去測一測，做個實(shí)驗(yàn)。10年前，團(tuán)隊有了第一臺進(jìn)口儀器，利用那臺儀器，做出了一些成果、也發(fā)了文章。很快，“借”和“買”都不能滿足需求了，他們就萌生了“自己做儀器的想法”。
2010年，團(tuán)隊得到中科院支持，啟動一個200多萬元的儀器研制項目。通過那個項目，團(tuán)隊積累了研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，也得到了鍛煉。
隨著國內(nèi)科學(xué)研究對儀器的需求越來越旺盛，國家自然科學(xué)基金委、科技部、財政部陸續(xù)推出一些儀器研制計劃。國家自然科學(xué)基金委的國家重大科研儀器研制項目定位于“前端”和“創(chuàng)新”，項目承擔(dān)者需要做出從“0”到“1”的突破，研制出原創(chuàng)的儀器。
“我們?nèi)ド暾垏易匀豢茖W(xué)基金委重大科研儀器研制項目時，既有一定的研制基礎(chǔ)，又做出了很好的成果，還有一支優(yōu)秀的團(tuán)隊。”杜江峰說，“當(dāng)時我們提的方案合理，各項指標(biāo)也非常高，國際上又沒有同類型儀器，這完全符合項目定位?！?
“多波段脈沖單自旋磁共振譜儀”能夠在不破壞研究對象的前提下，提供微觀物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，拓展人們駕馭單個核自旋的能力，對前沿基礎(chǔ)科學(xué)以及提升我國開展原創(chuàng)性研究能力意義重大。
2013年初，杜江峰團(tuán)隊順利獲得國家自然科學(xué)基金委國家重大科研儀器研制項目資助，團(tuán)隊成員摩拳擦掌，準(zhǔn)備大干一番。
蓄積力量
缺乏高端科研儀器之“痛”有兩個突出表現(xiàn)。一是發(fā)達(dá)國家的技術(shù)封鎖，有錢也買不到。二是當(dāng)我國少數(shù)領(lǐng)域邁入國際前沿時，迫切需要的儀器國際上也不一定有。
當(dāng)中國科學(xué)家在多個領(lǐng)域躋身國際前列時，缺“儀”之痛和今天的缺“芯”之痛如出一轍。
在研制多波段脈沖單自旋磁共振譜儀時，有個關(guān)鍵部件叫鉆石傳感器，它的靈敏度決定著儀器的性能。但當(dāng)時相關(guān)的原理才提出來四五年時間，國內(nèi)外都沒有現(xiàn)成的設(shè)備可參考。
“當(dāng)時美、德有個研究組也在往這個方向走，知道我們要研制后，馬上把相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品都封鎖了?！痹搱F(tuán)隊成員、中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員王鵬飛說，“國外廠商禁運(yùn)了鉆石傳感器相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)，所以一開始，我們就面臨很大的困難。”
