儀器科學(xué)與技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展對相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域具有引領(lǐng)與推動作用。“工欲善其事，必先利其器”。以高端精密裝備制造領(lǐng)域?yàn)槔叨司苎b備的精度水平取決于工作母機(jī)的精度，按照精度分配原則，工作母機(jī)的精度要比高端精密裝備的精度高三分之一至一個(gè)數(shù)量級；而工作母機(jī)的精度水平取決于測量儀器的精度，按照精度分配原則，測量儀器的精度要比工作母機(jī)的精度高三分之一至一個(gè)數(shù)量級。從精度角度看，測量儀器處于精度的最頂級，是高端中的高端；從技術(shù)角度看，測量儀器使用的共性核心技術(shù)更先進(jìn)、更前沿、更具有先導(dǎo)性，因而更具有技術(shù)引領(lǐng)作用。在高端精密裝備領(lǐng)域，測量儀器技術(shù)處于優(yōu)先發(fā)展的地位。聶榮臻元帥在經(jīng)歷了“兩彈一星”發(fā)展后，形成的重要認(rèn)識之一是，“科技要發(fā)展，計(jì)量須先行”。從另一方面看，儀器產(chǎn)業(yè)對相關(guān)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重要拉動作用。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的分析報(bào)告指出：“美國國內(nèi)儀器產(chǎn)值僅占工業(yè)總產(chǎn)值的4%，但對國民生產(chǎn)總值（GNP)的拉動作用則達(dá)到了66%”。儀器技術(shù)“四兩撥千斤”的作用反映了儀器的內(nèi)在價(jià)值在產(chǎn)業(yè)鏈中具有放大效應(yīng)。

二、我國儀器科學(xué)與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國錯(cuò)過了第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命，幾乎沒有現(xiàn)代意義上的相關(guān)科技的積累作為基礎(chǔ)。發(fā)展現(xiàn)代意義上的儀器科學(xué)與技術(shù)，起步很晚，經(jīng)歷了初創(chuàng)期，即1949年至1969年的20年間，建立起初步的儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科。第三次工業(yè)革命階段，即1970年至2010年的40年間，前20年我國因基礎(chǔ)薄弱而儀器科學(xué)與技術(shù)發(fā)展緩慢，后20年我國因科學(xué)技術(shù)的整體發(fā)展較快，儀器科學(xué)與技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展期，這期間取得了一大批前沿儀器技術(shù)成果，支撐和引領(lǐng)了一批重大科技創(chuàng)新和重大高新技術(shù)工程的發(fā)展，如以自主研制的銫原子噴泉鐘、光鐘、量子化霍爾電阻基準(zhǔn)和約瑟夫森電壓基準(zhǔn)等為代表的一批尖端計(jì)量儀器，支撐了我國北斗系統(tǒng)工程、電力電子工程和電氣工程的發(fā)展；以自主研制的超精密工程測量儀器為代表的一批大型高端專用測量儀器，支撐了我國戰(zhàn)略導(dǎo)彈、核潛艇、航空發(fā)動機(jī)和航天高分工程等國家重大工程的發(fā)展。

從總體上看，我國儀器科學(xué)與技術(shù)落后于美國、德國和日本等科技強(qiáng)國，而且落后的幅度較大，但在一些專用儀器領(lǐng)域已經(jīng)接近國際先進(jìn)水平，在個(gè)別方向上已經(jīng)處于國際前列地位。從發(fā)展趨勢上看，我國儀器科學(xué)與技術(shù)的自主創(chuàng)新能力在不斷增強(qiáng)，追趕速度在加快，差距在逐漸減小。

三、建設(shè)儀器強(qiáng)國面臨的三大挑戰(zhàn)

回顧我國現(xiàn)代工業(yè)和儀器工業(yè)的發(fā)展歷程，有利于認(rèn)清我國儀器科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的特殊性與不平衡性，有利于明確我國建設(shè)世界儀器強(qiáng)國將面臨什么樣的挑戰(zhàn)。

1949—1969年，在蘇聯(lián)的援助下，我國建起了哈爾濱量具刃具廠等幾個(gè)儀器生產(chǎn)廠，可生產(chǎn)量具和中低端測量儀器；在幾所大學(xué)里設(shè)置了精密儀器專業(yè)，在一些專業(yè)領(lǐng)域，逐漸進(jìn)入精密級測量階段；改革開放以后，我國中低端制造業(yè)發(fā)展規(guī)?？焖贁U(kuò)大，但精密測量手段并沒有跟上，在精密級測量能力上發(fā)展不平衡，不成體系，沒有形成整體能力，因而沒能保證產(chǎn)品質(zhì)量同步提升。而在航天和國防領(lǐng)域，雖然部分形成超精密測量能力，但也不成體系。總體狀況是，精密級測量能力需要整體補(bǔ)齊，超精密級測量能力需要大范圍追趕。要想整體上追齊德國工業(yè)4.0，將面臨如下三大挑戰(zhàn)。

（一）計(jì)量測試體系不完整