仪器是对客观存在进行观测、测量、检测、计量、监测和控制的装置或系统，是人类认识世界的工具，是信息的源头。在人类早期认识自然、生产实践和社会活动中，仪器及其相关测量技术发挥着重要作用，促进了生产力发展和社会进步。古代的测量器具尽管简单，却具备了测量单位、标准量、被测量与标准量比对等测量的基本属性，形成了朴素的测量方法，产生了以测量量值与被测量值转换关系为基础的测量仪器。普通贸易中使用天平的最早迹象在公元前1350年；我国氏族社会已有“结绳记事”和“契木计时”的记载；大禹治水使用了准绳与规矩；公元前221年，我国秦朝已形成量值统一的度量衡制度和器具；“寸影千里”利用平行光投影相似现象实现超视距测量；日晷利用太阳的投影方向测定并划分时刻；浑天仪利用浑仪测量天体的球面坐标，利用浑象演示天象，是我国古代重要的天体观测仪器；《汉书·律历志》记载用“累黍定尺”和“黄钟律管”定义长度，其中“黄钟律管”用发出固定音高之长确定长度标准，与今天采用光波波长定义长度基准的基本原理惊人地相似等。1875年国际米制公约建立，初步形成了以米和千克等为基本计量单位及相应的计量标准器、测量仪器、量值溯源方法及测量理论，衍生出测量误差理论和计量学等，学科的基本内涵逐渐明确。随着近代测量科学与仪器技术在基础科学研究、工程技术测量和生产应用中的支撑地位愈加显著，学科的基础性、系统性和重要性更加突出，逐渐发展成为近代科学体系中的重要学科领域之一。门捷列夫指出：“科学是从测量开始的”，“测量是科学的基础”，“没有测量就没有科学”。仪器科学与技术学科是最活跃和最具生命力的前沿学科领域之一。学科的重大突破性进展和新原理仪器发明直接或间接地推动了许多重大前沿科学问题的突破，五次世界科学中心的形成都有重要科学仪器的贡献，诺贝尔奖成果更突出地体现了新仪器推动突破重大科学问题的作用。截止到2022年，历届诺贝尔物理学、化学、生理学和医学奖共389项，获奖科学家641人，其中因测量科学研究成果或直接发明新原理仪器而获奖的项目42项(约占10.8％)、共64人(约占10％)，如激光干涉仪、质谱仪、心电图机、相位差显微镜、综合孔径射电天文望远镜、CT断层扫描仪、电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子钟、核磁共振成像仪、超分辨荧光显微镜、冷冻电镜等，借助各种先进高端仪器完成的物理学奖占72％、化学奖占81％、生理学和医学奖占95％。仪器科学与技术学科与众多相关学科形成了密切的交叉融合关系，学科广泛交叉与深度融合越来越成为现代仪器技术，特别是高端仪器发展的趋势。一方面，物理学、化学、生命科学等基础学科和新一代信息技术等前沿学科的重大进展及重大科学问题突破不断推动仪器科学与技术跨越式发展。另一方面，解决相关学科发展过程中遇到的难题为发明新原理仪器明确了需求，如分子及原子结构的真实性与可操作性研究需求催生了扫描隧道显微镜和原子力显微镜的发明和广泛应用；基因结构和活体细胞三维结构及形态与病理学、药理学之间的关系研究催生了高空间分辨率层析共焦显微镜的发明和发展应用等。进入新时代，仪器科学与技术迈入以量子计量和智能化为标志的新阶段，产业变革形势紧迫，信息技术发展迅猛，新器件、新材料、新工艺换代加快，推动了仪器新理论、新观念、新思想、新方法、新体系、新形态的产生、发展和完善。量子传感与精密测量精度突破人类认知极限；国际单位制量子化正在改变传统的溯源方式和量传体系；人工智能、深度学习、移动互联等深度融入测量过程，强化仪器“数据-信息-知识-智慧”一体化；三维异质/异构微系统集成，大幅提升仪器功能、性能和适应性。如原子钟、量子绝对重力仪、原子磁力计、原子陀螺仪、智能制造现场综合信息感知与应用、重大装备全生命周期健康状态感知、生命参数的多模态成像感知、柔性传感与可穿戴测量、云边端分布式测量体系、柔性可重构测量体系、面向服务需求的测量体系等。更多详情