來源丨馮培忠科學網博客

摘要：要實現中國創造，到底怎么做，除了概念的創新創造之外，更多的要關注本質的創新創造，關注細節，材料人眼里容不下一粒沙子，材料中容不下一個氣孔，只要我們關注的維度提升一個量級，工程的可靠性就可能數倍提升，就可能做到100%可靠，實現創新創造。

記得有一部電影，關于大工程，大橋、大廈、大路、大場、大港、大塔等等，甚至當年的大煉鋼鐵，看著聽著說著都熱血沸騰，投身其中，值得驕傲，確實代表了一種強大的能力。但是在能做大的同時，如何做到強，做成百年大工程，甚至千年大工程？或者換句話說，做一件良品容易，如何做到件件良品？做50%的可靠性容易，做到99%也不難，但是如何做到100%可靠？并且在100%可靠性的情況下還有低成本，否則沒市場競爭力，照樣被淘汰，這都是現實面臨的問題，也是從富起來到強起來的過程中必須面對和解決的問題。

有句古話“千里之堤毀于蟻穴”，也有很多工廠的管理標語“細節決定成敗”，說明細節很重要，包括聽身邊不知多少人說：某某大橋，剛完工一年，柱子生銹、油漆脫落，鋼筋外露；某某大路，剛修沒幾年，半邊垮塌；某某大樹，剛移過來沒多久，被風吹倒了；某某大夏，風吹著在晃動？這里面有些是施工質量問題，但更大面積的牽扯到工程技術、細節和質量標準的問題。例如裝修用水泥沙子，用鐵鍬拌了一遍就鋪磚，必然會出現宏觀的不均勻，半年后下雨開始積水；如果拌了三遍，則均勻性、牢固性顯著提高。

中華民族有關注細節的傳統，例如有很多民間藝人，在大米上刻字、作詩、作畫，但能否做到兩個大米的字、詩、畫完全一樣？估計手工時代無法完成，需要機械般的操作。

網上流傳一篇“35個卡脖子領域的清單”，不知真假，也無須關注真假，但大家看看，其中沒幾件大的事，基本都是微納的事；或者關注的是部分，而不是整體；關注的是材質，而不是產品；這說明大的結構容易設計，容易實現，但是小的、微的精確設計及其準確控制和實際實現被卡住了。例如卡脖子的芯片，追求的就是納米的線寬，14nm、7nm、4nm、3nm、2nm……

微納的創造必然需要微納的識別與診斷，從理論的概念都可以有，但是現實如何實現，例如代表微納分析的先進測試儀器（XRD、SEM、TEM等）基本都來自進口；具有精確控制的數控機床也來自進口；具有高端性能的某些材料也來自進口，例如二硅化鉬，我們就做不到全球第一；例如鋼材成分和組織的精確調控能否做到全球領先，不知道，不贅述。

科學的發展出現了大量越來越微納的單位，飛秒、夸克、納克、皮米、微升，PPT，這些都是很微小的概念，甚至還有更小的維度，如何識別和操控，或者是我們的大工程是否從這些微小的概念進行了精細設計？也許有的不需要，也許有的真需要但是沒關注到。

有些時候，我們從尺度上可以關注到上下幾千年，甚至幾億、幾十億年，例如白堊紀開始于1.45億年前，結束于6600萬年前，歷經7900萬年，但是能否從千萬年的跨度中分離出其中的某一年、某一天、某一秒發生了什么巨變？導致了什么結果？感覺都是難題。

曾經有人說，你看哪些搞工程的老師，整天在現場跑、拉項目、有錢，然而搞材料的老師，基本都整天趴在實驗室做實驗、寫論文；不止一個人說，搞材料的就寫了那么幾篇論文，廢紙一堆，有啥用？你看我設計的這個，超大型號、翻轉結構……，其實設計的我們都能實現，感覺也基本都沒被卡脖子（個人臆想，不對之處多拍磚），然而卡脖子的大多都和材料相關，和細節有關，和微納有關，材料人關注的都是微納世界，材料人的眼里容不下一粒沙里，材料的世界里容不下一個氣孔（當然多孔材料除外），所以材料的問題解決了，設計就可以達到目標，按照材料人的思維模式就可以實現工程的100%可靠。再追根朔源，材料關注的內容都是基于物理的基本特性和化學的基本原理，而分析測試都基于物理的原理而發展，例如一個X射線及其拓展和應用先后產生了24位諾獎。

老百姓已經走過了溫飽的年代，開始要吃細糧，甚至做飯用稱來定量，我們已經走過了貪大求全的年代，我們要從粗放型發展轉化為內涵式發展，從大轉化為強，從大工程改變為做百年工程、甚至千年工程，那內涵是什么，怎么轉化為強，必須關注內部的微納結構。

中華民族是一個勤勞智慧勇敢的民族，我們設計了千千萬萬，如果我們能關注每一個細節，每一個微納結構，保證其100%微納均勻性，我們就可以再創造千千萬萬。微納創新是否一定要到微米甚至納米級別，不能簡單的生搬硬套，微納和宏量相比也是一個相對的概念，對于芯片來所，宏量就是幾十納米級別，而微納就是幾個納米級別，就是說如果就目前關注的維度提高一個數量級，其可靠性估計會獲得顯著提高，甚至會成冪指數的關系提升。

微納的創造需要物理、材料等基礎學科的全方位支撐，需要現代分析與人工智能的全方位支撐，從原理上搞明白微納設計，從施工上搞明白微納特征，就可以做到100%可靠。所以要大力重視材料與物理等基礎學科，生化環材不是四大天坑，是創新創造的根本，是百年乃至千年工程的基石，材料、物理和微納測試必將賦能新時代，助力兩個一百年，實現中國夢。

——靈感來自和同事討論分析測試的宏量測試和微量測試。2022.07.16初稿，2022.07.17終稿。