看了这篇文章，感觉国内科技的发展任重而道远

转自观察者http://www.guancha.cn/local/2015_09_18_334714.shtml

8月23日，首届中国研究生未来飞行器创新大赛在西北工业大学举行。复旦学生团队参赛作品“灵魂出窍：基于意念-手势协同控制与虚拟现实技术的微型飞行器设计”在66件入围作品中脱颖而出，荣获一等奖。
日前，获奖团队成员傅军、常玉虎、崔雪扬、吴加正、朱家成和他们的指导老师复旦大学力学与工程科学系系主任艾剑良教授，一起讲述了这件未来感十足的作品背后的故事。


操作者穿戴脑电耳机、臂环和虚拟现实眼镜


设计团队学生与指导老师在一起，左起：吴加正，朱家成，艾剑良教授，傅军，常玉虎，崔雪扬
“未来无人机绝不会是手持遥控”
得知“中国研究生未来飞行器创新大赛”的消息时，力学系飞行器设计与工程专业研二学生傅军立即想到了当下大热的无人机。虽然当前无人机已经在航拍领域大显身手，但在傅军看来，无人机的领域不止于此，还可以做文章，于是他组织了团队。
团队中，傅军是飞行器设计专业硕士研究生；崔雪扬和吴加正同为流体力学专业，一硕一博；朱家成在团队里年纪最小，却有着丰富的飞行器设计制作经验；计算机系的常玉虎大三就开始对飞行器感兴趣。
组队后的第一次头脑风暴中，他们发现目前市面上大多数无人机仍是利用传统手持遥控器进行操作。他们相信,未来的无人机的操作绝对不是现在这个样子。那会是什么样子？
常玉虎突然想到,为什么不能用脑电波来控制飞机？这个想法得到一致认可。最终,一个通过脑电波与手势协同控制、镜头跟随头部运动、并能虚拟还原空中视角的无人机系统的设想就此成型。
用脑电波控制无人机升降
“这套飞行装置使得我们只需要带上眼镜想一想或者手一挥，就能像鸟儿一样，用全新的角度去探索一些平常难以看到的地方，同时也可以给不方便活动的残障人士提供一种全新的方式来认识世界。”崔雪扬在项目报告书里描述的这套飞行装置，包括一个MindWave Mobile脑电耳机、一个Myo臂环、一副虚拟现实（VR）眼镜、一架六轴飞行器以及搭载的云台和同步摄像头。
将同步摄像头安装在飞行器底部，拍摄飞行器视角下的三维立体影像，通过虚拟现实（VR）眼镜将三维影像实时投射到眼前，佩戴者即可体验全三维再现环境。
同时，用户佩戴非侵入式脑电传感器和可以读取佩戴者前臂肌肉运动的腕带，通过集中精力来控制飞行器的上升，放松状态控制飞行器的下降，通过手势“左”使飞行器向左飞行，手势“右”使飞行器向右飞行，手势“五指伸开”使飞行器向前飞行，手势“握拳”使飞行器向后飞行。通过头部俯仰和左右转动控制摄像头的倾斜角度。
如此，佩戴者仿佛能“灵魂出窍”——人虽站在地面眼睛却飞上了天空，通过自己的思维活动和手势指挥，“亲眼”看到了无人机在空中的广阔视野。
看似科幻的背后却有着坚实的科学理论基础。“人的大脑是由数以万计的针尖大小的神经交错构成的。每当神经活动时都会产生轻微的放电，产生不同的脑波模式，例如沉睡中的人大脑中会产生delta 波，而一个处于警觉和清醒状态的人集中思考一件事时，大脑会产生大量的beta 波。我们的设计就是通过集中精力来控制飞行器上升，放松精神来控制飞行器下降。”傅军介绍。
复旦教授：“脑电波还能深化”
本次大赛一等奖共7支队伍，除了复旦团队，其余6支都来自工程类或航天类院校，复旦是唯一一所综合类大学。“相比专业性院校，我们的学生更爱动嘴，想法好，就是动手少。”谈及此次获奖的意义，艾剑良教授认为获奖对于增强学生自信、增强学校的动手氛围都有所帮助。
“脑电波这块还可以深化！”谈起对未来的展望，艾剑良表示研究并未到此结束，在无人机的旋翼起降、固定翼平飞、抛飞稳定，甚至人工智能方向上的研究仍然大有可为。
傅军也表示他们会继续深入开展无人机的研究，争取做到产学研结合。
（澎湃新闻记者 韩晓蓉）

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看了这篇文章，为什么会感觉国内科技发展任重而道远，这篇新闻评论有人看出来了：myo的手环，oculus的眼镜，淘宝一堆脑电传感器、到处都可以买的六轴飞行器。有什么是复旦自己研发的？
不禁让我想到了一件事，上世纪六七十年代出现的超声波化运动，找到一篇文章，各位可以看看。
转自国史网http://www.hprc.org.cn/gsyj/jjs/ ... 0140606_282424.html

“大跃进”期间制药行业的“超声波化”运动
发布时间： 2014-06-06    作者：张程 胡化凯    来源：当代中国史研究 2014-03-13
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　　［作者简介］张程，博士研究生，中国科技大学科技史与科技考古系，230026；副教授，安徽医科大学人文学院，230032。胡化凯，教授，中国科技大学科技史与科技考古系，230026。

　　①迄今为止对这一运动的学术性研究极少，薛攀皋的《1960年的全民超声波化运动》（《科技中国》2007年第3期）一文是少数学术性文章之一。［摘要］在“大跃进”期间，中国制药行业曾在“超声波化”运动中大量制造土超声器并广泛应用于各个领域，但是并没有取得预期的成效。从技术的角度看，单个项目没有取得成效是因为没有同时符合科学性、技术性、经济性的要求，而整个行业的运动没有取得成功，主要原因并不是通常认为的虚假浮夸，而是一系列技术政策的失误。

　　1960年曾发生过一场全国范围的“超声波化”运动，这场运动声势之大、影响之广，不亚于1958年的“大炼钢铁”运动。但是一直以来只有一些日记、回忆录等对此有过简短的回顾和描述，对它的研究更是少之又少，①因此人们往往把这场运动与“大跃进”期间的其他运动相提并论，缺乏对其真实情况的了解。虽然这场运动也充斥着各种虚假浮夸的现象，并且虚夸程度不逊于同时期的任何一场运动，但是由技术史的视角分析可以发现，技术目标判断的失误和技术路线选择的偏差才是这场运动没有取得成效的主要原因。为了论证这一观点，笔者选取了制药行业在“超声波化”运动中的情况作为典型代表，重点分析该行业中土超声器件的制造和应用情况，以便人们重新理解这场运动失败的真正原因。

　　一、“大跃进”期间制药行业使用超声技术的三个阶段

　　以“超声波化”运动为标志，“大跃进”期间制药行业使用超声技术的过程可分为三个阶段。运动开始之前，由于国际上超声技术迅速发展，因此国内也开始重视并积极推广这项技术，在这一背景下制药行业开始试用超声技术并取得了一些初步成果。运动开始后，制药行业较早地被卷入到这场狂潮之中，一些制药企业成为运动的典型，开始大量制造土超声器并盲目扩大其应用范围，所应用的项目据称都取得了显著效果。但在运动结束后，这些企业中只有少量的超声应用项目被保留下来，其中大多数还是在运动之前就已经试验成功的，在运动中研制有效且坚持使用的项目几乎没有。

　　（一）运动开始前少数制药企业开始试用超声技术

　　国外超声技术在工业中的应用是从第二次世界大战后逐渐发展起来的，20世纪50年代后期，中国开始逐渐重视并着力发展这项技术。在1956年制定的《1956～1967年科学技术发展远景规划纲要》中，明确把“改进电和超声波的技术并扩大其应用范围”列为57项国家重要科学技术任务之一。［1］在这种形势下，纺织、机械、化工等行业中的一些企业开始在生产中试用超声技术。

　　北京制药厂是制药行业中较早接触超声处理技术（工业中应用的超声技术分超声检测技术和超声加工与处理技术两大类，超声加工与处理技术是利用超声能量改变物质状态的技术，其中与制药行业有关的主要是超声处理技术。）的企业之一。1959年底，该厂曾试验用超声粉碎长效西林并取得初步成功。［2］除北京制药厂外，上海第二制药厂、第四制药厂、通用药厂等单位在同一时期也曾想搞超声波，并准备买一整套设备，［3］但是由于当时中国缺乏必要的技术力量和制造能力，限制了这些企业对超声技术的应用，它们的项目直到运动开始时一直未能上马。

　　（二）运动开始后制药行业大搞土超声器并盲目扩大应用范围

　　1960年初，在又一波“大跃进”的狂澜中，国家发动了一场群众性的技术革新与技术革命运动（以下简称“双革”运动）。在“双革”运动中，一些单位为了解决正规超声波发生器不足的问题，发动群众自制土超声波发生器（以下简称土超声哨），并尝试开发其多种用途。北京制药厂在学习其他企业制造土超声哨的经验后，迅速在本厂推广并积极扩大应用范围。继超声粉碎后，先是试验用土超声哨清洗安瓿（一种小型玻璃容器，广泛运用于盛放注射制剂和必须隔绝空气的高纯度化学药品。），发现效果显著［4］，此后他们又继续扩大试用范围，将其广泛试用于生产、生活的各个方面，据称也都取得了明显效果。北京制药厂的经验很快在全国制药行业中得到了大力推广。1960年3月24日，化工部在上海召开全国医药工业现场会议，会上北京制药厂代表介绍了制造和使用土超声哨的经验。随即上海市医药工业各厂迅速掀起了一个制造和使用土超声哨的群众运动，仅仅三天的时间就制造土超声哨1618只，有44只投入生产。［5］以此为开端，在上海市有关部门的大力推动下，在全市范围内迅速掀起了一个使用和推广土超声哨的群众运动。受上海等地的影响和带动，加之国家的大力推动，制造和使用土超声哨的活动不久便发展到全国，形成了一场全国范围的“超声波化”运动。

　　到1960年5月，“超声波化”运动已经在全国各行各业普遍展开，在这种形势下各地制药企业纷纷自制土超声哨，并广泛应用于各类项目。作为运动中的典型，北京制药厂在运动中曾制造土超声哨5000多个，试验项目200余项，使用范围遍及生产、生活的各个方面。［2］竺可桢曾在1960年5月13日的日记中，记载了当天去北京制药厂参观超声波应用的情况：“乘车至建国门外北京制药厂……看该厂的超声波……超声波用在促进化学的作用方面，一排玻璃管每天可以出40kg的维生素B1。据闻现预备扩大三倍产量，反而可以减少人员。我们也看了各种超声波的哨子，簧片大致与前天在电子所所见者相似。最后看了用超声波去热的装置，在一个许多人在打铁炉工作的房中，装上好几个超声波，吹空气至房中，使温度从35℃左右降至20多度。据云，空气压力迫使气流作旋流（在玻璃器中），热空气向外而冷空气留当中，所以用超声波也可加热云。”［6］其他地区的制药企业也纷纷仿效，武汉制药厂自制了双头式、三头式等多种簧片式超声波发生器，并将其用于安乃近、磺胺嘧啶及合霉素等产品的反应搅拌。西安制药厂自制出单层涡旋式、双层涡旋式、葫芦二管式、葫芦三管式、多种规格的簧片式、简易簧片式、空腔式等多种超声波发生器。广东制药厂在磺胺噻唑中间体、提取碘营养、长效西林中间体、无味合霉素、制培养基、制剂等生产项目上使用了超声波发生器。［7］据国家有关部门统计，1960年制药行业共有138个品种的合成药物生产应用了超声处理技术。［8］

　　（三）运动结束后只有少量的超声应用项目得到保留

　　虽然制药行业在“超声波化”运动中制造了大量土超声哨，但运动结束后这些土超声哨大部分被弃之不用，绝大多数的超声应用项目也由于各种原因没有再坚持使用。以北京制药厂为例，该厂在1960年运动高潮时曾有试验项目200余项，但到1961年运动结束之后，正式用于生产的只有26项，其中效果明显的23项。［2］另据北京市化工局的调查显示，该局所属7个厂在1960年的“超声波化”运动中共试验超声应用项目352项，其中使用有显著效果的129项，到1961年底这129项仍在生产中坚持使用的只有34项。［9］这些材料表明制药行业在运动中曾经试用的超声应用项目90%以上都没有保留下来，即使是在剩下的10%当中，还有许多是运动开始之前就已经试验成功的，因此运动并没有给制药行业带来有益的变化。

　　二、对“超声波化”运动中制药行业制造、使用土超声哨情况的分析

　　制药行业在“超声波化”运动中制造了哪些种类的土超声哨，这些土超声哨被用于哪些项目，取得了什么效果，原因何在？从技术角度对这些问题的分析，不仅有助于解释为什么大量土超声器和超声应用项目在运动过后被弃之不用，而且有助于理解“超声波化”运动失败的真正原因。

　　（一）对运动中土超声哨制造情况的分析

　　制药行业制造的土超声哨与其他行业大体相同，主要包括空腔哨、簧片哨、涡旋哨三种，其中用得最多的是土簧片哨。土簧片哨的原型是雅诺夫斯基—波尔曼哨，由德国物理学家赖玛·波尔曼和雅诺夫斯基于1948年发明并首先应用于工业中。［10］这种哨的基本原理是通过高速液体流激发簧片共振来产生声或超声，当时已经在乳化和分散应用中获得某些成功。1951年英国人亚历山大曾描述过一种用单边剃刀刀片作振动元件制造簧片哨的简易做法。［11］这种做法在“超声波化”运动中得到了广泛采用，运动时最流行的一种做法是用一根管子焊上一个剃刀片就制成了一个土簧片哨。

　　制药行业在“超声波化”运动中制造的土超声哨数量由于缺乏资料难以统计，但是大多数土超声哨都因存在各种问题而无法正常使用。首先，一些土超声哨缺乏必要的调节装置，难于实现共振，因而效率甚低。以簧片哨为例，它的最佳工作频率是使簧片发生共振的频率，只有在此频率下才能获得最佳效率。在流体压力既定的情况下，只有将喷嘴与簧片刃口之间的距离调节到适当位置时，才能使簧片发生共振。在雅诺夫斯基—波尔曼哨中可以通过调节簧片与喷嘴之间的距离来保证振动系统处于共振状态。而土簧片哨由于剃刀片是焊在管子上的，位置固定无法调节，这样就不能保证簧片在既定的压力下处于共振状态，因此效率必然是极低的。

　　其次，一些土超声哨制造材料简陋，存在严重质量问题，很容易损坏，使用寿命短。由于当时提倡土法上马，因此制造土超声哨所用的材料种类众多，如“钢的、铁的、铜的、银的、铝的、塑料的、搪瓷的、玻璃的、陶瓷的喷嘴代替了特殊钢材的喷嘴”［12］，但是这些代用材料中很多并不适合用来制造超声哨。比如，正规簧片哨的簧片和喷嘴都需要特殊的不锈钢材料，而土簧片哨的簧片和喷嘴使用的是各种代用材料，这些材料有的由于刚性不足在压力下产生了变形，还有的经受不住空化（高强度声波可以在液体中产生气泡空腔，当空腔破裂时会产生极高的压力，这一过程称为空化。）的腐蚀，使用一段时间就生锈了。由于土簧片哨在使用中经常发生各种质量问题，严重影响了正常使用。据一些企业统计，土簧片哨的平均使用寿命只有7～14天，之后就必须更换。［13］如此短的使用寿命抵消了土超声哨制造成本上的优势。

　　最后，大多数土超声哨没有必要的制造标准、工艺流程和检测手段。在运动中往往是“群众自己设计，自己找原料，自己制造”，“谁需要什么形状，什么材料，谁就去做成什么形状，用什么材料”，完全凭借手工经验，没有统一的制造标准和工艺流程。更为重要的是，当时普遍缺乏必要的检测设备和成熟的检测方法。以北京市化工局为例，全局仅有三部测频仪，还都因缺乏零件而不能正常使用。［9］在这种条件下，土超声哨普遍没有经过检测就投入使用，因此难以保证正常使用。

　　（二）对运动中超声应用项目的分析

　　运动中使用过的超声应用项目种类繁多，根据其使用情况大致可以分为三类，第一类是试验成功并坚持使用的项目；第二类是没有过关的项目，这类项目虽然初步试验有效果，但是由于存在的技术或经济等问题没有得到解决，因此运动过后除少数还在继续研究外大多数不再使用；第三类是虚假浮夸的项目，由于此类项目的效果是不真实的，所以运动过后当然也不再使用。例如，北京市在1961年底对工业系统71个重点单位的113个超声应用项目的调查显示，有效果并坚持使用的25项，占22.1%；有效果由于种种原因没有坚持使用的45项，占39.8%；曾经使用推广但没有效果或效果不好的12项，占10.6%；技术未过关，正在继续试验或即将准备试验的31项，占27.4%。［2］而在制药企业所属的化工行业情况则更糟，据北京市化工局1961年底对所属7个厂的352项超声应用项目的调查显示，使用有效果并且仍在生产中坚持使用的只有34项，占9.65%；使用有效果但由于种种原因不再坚持使用的95项，占26.98%；使用有效果并且在继续研究改进的18项，占5.11%；没有试验成功或无效果的205项，占58.23%。［9］根据上述材料可以判断，第一类项目的比重只有10%～20%，第二类和第三类项目的比重合计占到了80%～90%。即使土超声哨不存在任何质量问题，也有一些因没有应用在合适的项目上而难以有效发挥作用，致使绝大部分项目在运动结束之后都没有再继续使用。

　　笔者认为，超声技术应用于工业生产项目必须符合三个标准：首先，必须具有科学性。不仅要符合基本的科学原理，更重要的是要通过试验来检验，只有试验成功的项目才有应用的可能。其次，必须解决超声使用过程中遇到的各种技术性问题。由于试验室中所使用的技术条件与大规模工业生产所需要的技术条件不同，因此即使是试验成功的项目，要想在工业部门推广应用，还要解决一些具体的技术问题。最后，必须具有经济性或没有其他方法可以替代。工业应用需要考虑成本问题，因此超声技术还必须面临其他技术的竞争，只有以更低的成本、更高的效率完成同样的任务，它才有可能在工业中应用。从制药行业的情况看，凡是在运动之后坚持使用的超声项目都符合这三个标准。反之，凡是在运动之后没有坚持使用的超声项目，都是因为不符合其中一个或几个条件。

　　下面从超声应用的三类情况中各举一例，来进一步说明这三个标准。

　　案例一：超声运用于阿司匹林生产。这个项目没有坚持使用是因为不具有科学性。该项目的具体做法是将水杨酸和乙酐在贮槽中混合，通过预热管道加热至70℃，由齿轮泵输送至土簧片哨，液体通过加压从喷嘴中喷出，冲击簧片产生超声。据说通过超声的作用使过去用反应罐还需要3～4小时的反应，在液体通过超声波强化区的一瞬间就完成了。［14］通过简单分析就可以看出这个项目的成果是虚假的。根据化学常识可知，水杨酸和乙酐在加热和催化剂作用的条件下可以反应生成乙酰水杨酸（即俗称的阿司匹林）和乙酸。在加热到70℃时，如果不加催化剂，则该反应不会发生，即使加了超声也一样；如果加了催化剂，即使不加超声，这个反应也会发生。由此可以判断实际的情况应该是，在催化剂的作用下反应在预热管道内已经发生，从喷嘴中喷出的是已经含有乙酰水杨酸的液体。所以超声在这个过程中只是起与搅拌类似的物理作用，并没有对反应起任何催化作用。运动期间缺乏科学性的类似项目还有很多，如将超声应用于呋喃西林、乙二胺、维生素C的生产等，当时所谓成功的试验结果都是虚假的。

　　案例二：超声清洗安瓿。超声清洗符合科学原理，它是利用超声产生的空化效应使污物从器物壁上分离脱落，从而达到清洗的效果。这个项目没有坚持使用不是因为不具有科学性，而主要是因为：第一，技术性问题没有解决。安瓿的处理量很大，一个制药厂每天的安瓿清洗量数以万计。大规模的处理需要多个超声哨同时使用，但是当一台压缩机同时驱动多个超声哨时，如果各超声哨的共振频率不同，则难以保证同时达到共振状态，这个技术问题当时并没有得到解决。第二，不具有经济性。清洗安瓿原有一套比较成熟的机械方法，尚不成熟的超声方法与之相比不具有优势。所以这个项目在运动初期用了一段时间之后就不再使用了。

　　案例三：超声粉碎长效西林。这个项目能够坚持使用主要因为：首先，它具有科学性。超声粉碎符合科学原理，它是利用超声的空化效应产生分散作用，使分布在液体中的不溶性固体破碎，以达到减小颗粒细度的目的，并且该项目在北京制药厂曾经做过试验，证明是可行的。其次，长效西林的生产数量较少，面临的技术问题相对简单，容易解决。北京制药厂最初每天只生产几百克这种药物，所以没有遇到像超声清洗所面临的大规模处理的技术问题。最后，当时只有用超声技术才能使该药物的颗粒细度达到药典规定的标准，没有别的技术可以替代。综合这些原因，超声粉碎长效西林的项目才能够持续下来。

　　三、制药行业“超声波化”运动没有取得成功的原因分析

　　对于某个具体的超声应用项目而言，只有同时符合科学性、技术性、经济性的要求，才能够在实际生产中应用并取得成效。而对于整个行业而言，即便在一些项目上使用超声技术取得了成效，也未必能在整个行业普遍推广。制药行业的“超声波化”运动没有取得成功的原因，首先是在超声器件制造和超声技术应用两个方面都存在政策失误，其次是存在形式主义和虚假浮夸的问题。

　　（一）技术目标判断失误，把超声制药作为行业内技术发展的主要方向

　　受到“超声波化”运动中盲目推广的影响，制药行业在使用超声处理技术时，对一些技术的发展阶段存在错误判断，进而导致对该行业中一些关键性生产技术的发展方向产生错误判断。

　　首先，超声处理技术有很多种类，从当时的情况看，有的已经成熟并处于实际应用阶段，如超声粉碎等；有的处于从试验到实际应用的过渡阶段，如超声清洗等；还有的尚处于试验阶段，如超声化学等。由于各种超声处理技术所处的发展阶段不同，因此要求所有的超声处理技术在短期内都达到实用的程度是不可能的也是不现实的。正确的做法应该是以技术发展的成熟度为标准，达到一定成熟度才能普遍推广。而“超声波化”运动过高估计了大部分超声处理技术的成熟度，追求立竿见影式的效果，认为这些技术的应用是“栽上就开花，开花就结果”。这种不正确的认识以及基于这种认识所采取的盲目推广的做法，不符合技术发展的规律，当然也就不可能取得成效。

　　其次，每个行业都有其关键的生产技术，只有超声技术能够对这个行业的关键技术发挥作用，才可能在该行业实现“超声波化”。而在许多行业超声技术并不能起到这样的作用。具体到制药行业来说，该行业的关键性生产技术应该是化学制药技术，当时成熟度较高的超声粉碎技术和超声清洗技术，只是在这个行业的个别生产工序中起辅助作用，并不能对这个行业的关键技术产生作用，因此不能依靠它们来实现行业的“超声波化”。虽然超声化学技术有可能对制药行业的关键技术起作用，但是该技术当时无论是理论还是试验都还处于探索阶段，即使到现在它也还只是停留在试验阶段，并没有实现大规模的工业应用。因此依靠成熟度很低的超声化学技术来实现行业的“超声波化”也是不现实的。而当时之所以在制药行业大力提倡试验和使用超声技术，主要原因是因为相信超声能够促进化学反应，甚至能够带来化工生产革命性的发展，其依据是诸如将超声应用于阿司匹林生产之类项目上虚假的试验结果。依据虚假的试验结果所做出的判断必然是错误的，而依据这种判断所选择的技术发展方向必然也是不可能实现的。

　　（二）技术路线选择偏差，以机械式超声器为主来解决超声应用的需要

　　即使不考虑“超声波化”这个目标是否正确，就是在实现这一目标的技术路线的选择上也存在偏差。超声器件可分为电声式和机械式两大类，运动没有把发展大功率、高转换效率的电声换能器作为主要手段，而是大量制造和使用机械式发生器，这种技术路线的选择值得商榷。

　　一方面，选择这样的技术路线有一定的客观原因。当时国际上超声器件的制造主要是以电声式为主，并且不同国家又各有特点，欧美主要是以发展压电式换能器为主，苏联主要是以使用磁致伸缩式换能器为主。就当时中国的技术条件和资源条件看，大规模制造这两类换能器都存在困难。压电式换能器如果使用压电单晶材料，因材料较为昂贵故难以大规模制造，如果使用价格低廉的压电陶瓷材料，那时中国压电陶瓷的制造技术尚不成熟，难以满足超声处理所需的功率要求，且当时尚未完全掌握该种材料的制造技术，因此以此为材料制造换能器也存在困难。磁致伸缩式换能器虽然机械性能稳定，适宜用做大功率超声源，但是制造这种换能器需要大量的镍，而镍在中国是稀缺资源，因此这类换能器也难以大规模制造。此外，不论是压电式还是磁致伸缩式换能器，都需要配备电发生器，而当时的电发生器普遍采用电子管元件，不仅体积庞大，而且价格昂贵，制造和使用的成本都很高。这些原因使得当时中国难以大规模制造电声式换能器。而以超声哨为代表的机械式发生器，不仅结构简单，性能稳定，制造和使用的成本也很低，在某些领域可以用做功率超声源使用，因此，适当的发展一些机械式发生器，在当时是合理的，也是必要的。如果按照科学的方法去做超声哨，虽然不能实现普遍的“超声波化”，但是在一些项目的应用上取得成功还是有可能的。比如运动之后不久中科院电子所超声室与北京市光华染织厂合作进行的几项关于超声哨应用的试验项目就取得了成功。

　　另一方面，这条技术路线存在明显缺陷。首先，过度依赖机械式发生器，由于动力源单一，很容易造成动力紧张。其次，机械式发生器较为狭窄的应用范围与广泛应用超声技术的需要之间也存在矛盾。运动中暴露出的一些情况恰恰反映了这条技术路线的缺陷。比如上海市在运动中制造了120余万只土超声哨，实际只用了40余万只，大量土超声哨没有使用的主要原因之一是缺乏动力源。［15］此外，由于运动中过分相信机械式发生器的作用，把它看作是无所不能的，认为“超声波是万宝，用到哪里哪里好”，不经过试验，也不加区分地盲目应用，导致将它用到了不适当的地方。实际上，不同领域、不同用途需要不同种类的超声器，每项超声应用项目是否适用机械式发生器是需要通过试验检验的。虽然在“超声波化”运动开始之前，中科院和产业部门中的一些科研单位也曾经对一些种类的机械式发生器进行过初步的研究，证明这些发生器在乳化、分散、粉碎等领域中是有效的，但是这类研究的范围是有限的。机械式发生器能在乳化等少数领域中使用并不等于能在所有领域中普遍推广，在其他领域中它能否使用还要做具体的研究，而这样的研究在运动中被忽略了。虽然运动中提倡“人人试验、处处试验”，实际上在许多领域并没有经过科学的试验就将超声哨直接用于生产。机械式发生器只有正确的应用于适当的项目，才能够发挥其应有的作用。

　　（三）运动中存在的形式主义和虚假浮夸问题

　　运动中所存在的形式主义和虚假浮夸等问题也影响了运动的效果。首先，运动中一些部门和单位为制造而制造，为应用而应用，形式主义严重。有些单位制造了大量的土超声哨但却一直没有投入使用。没有使用的原因很多，其中相当大的一部分是出于形式主义需要，纯粹追求制造数量，根本没想到要去用。即使是在一些应用了土超声哨的地方，很多也是使用目的不明，意义不大，走走过场而已。如在试验室洗瓶嘴、洗脸盆上的龙头和电话机等处安装土超声哨，并没有什么实际意义，只是美其名为超声波化罢了。这些情况都说明在运动中存在严重的形式主义，这样的做法当然不可能取得什么效果。

　　其次，浮夸的宣传和虚假的理论解释助长了对超声技术的盲目推广应用。运动中存在大量浮夸的宣传，说超声波是“万应灵药”、“神通广大”、“妙用无穷”，甚至到了“无孔不入”、“无处不灵”的程度。比如有的地方宣称，孕妇胎位不正，用超声波在脚趾头上一吹，胎位就吹正了。［16］诸如此类的浮夸宣传把超声技术神化了，对盲目推广应用超声技术起了推波助澜的作用。一些理论工作者也在运动中跟风，“发明”出种种理论对不可能发生的现象提供解释。比如有的科研部门曾经提出一套载波射流理论，要对土超声哨的有效性进行系统论证；有的单位提出说要从物质内部运动的规律来分析超声的作用，用矛盾论的观点和方法来分析超声波技术问题；还有的人解释超声能使倒置的胎儿转正的“现象”，说这可能与传统的经络学说有关。如此种种，这些虚假的理论解释在当时产生了很大的误导作用。

　　应当看到，制药行业“超声波化”运动之所以没有取得成功，主要原因还是技术目标判断的失误和技术路线选择的偏差。形式主义和虚假浮夸的问题虽然严重，但不是导致运动失败的主要原因，也就是说，即使没有形式主义和虚假浮夸的问题运动也不可能取得成功。而且在许多情况下正是由于政策的失误，才会导致种种不合实际要求的提出，并由此产生各种形式主义和虚假浮夸的现象。

　　综上所述，对于制药行业“超声波化”运动而言，可以得出以下结论：第一，行业内的一些超声应用项目没有坚持使用，是由于没有同时满足科学性、技术性、经济性的要求。这个结论对其他行业内的超声应用项目也同样适用。第二，整个行业的“超声波化”运动未取得成效的原因，首先是技术政策的失误，其次是形式主义和虚假浮夸。这个结论是否适用于其他行业，还需要根据不同行业的情况具体分析。“超声波化”运动作为“大跃进”期间发生的具有广泛社会影响的一个科技史事件，有许多问题值得研究。要想更加全面地了解运动的前因后果，还需要更加深入细致的分析。

　　［参引文献］

　　［1］《建国以来重要文献选编》第9册，中央文献出版社1994年版，第488页。

　　［2］市委技术革命办公室：《超声波使用情况的调查报告》，北京市档案馆：001-017-00185。

　　［3］中共上海市委科技领导小组、生委：《土超声波运动的情况与市委、中央的批示文件》，上海市档案馆：A52-1-43。

　　［4］《轻工、化工、纺织、电业、印刷工业等单位关于超声波的试验、使用情况的报告、简报》，北京市档案馆：001-017-00167。

　　［5］上海市化工局：《开展“超声波化”运动的情况汇报》，上海市档案馆：B76-1-452-7。

　　［6］《竺可桢全集》第15卷，上海科技教育出版社2008年版，第660页。

　　［7］湖北省超声波现场会议：《超声波在医药上的应用》，湖北省档案馆：SZ122-2-190。

　　［8］《国家经委、国家科委：〈超声波技术推广应用、扩大试验研究项目的通知〉及湖北省科委下达1960年新技术研究》，湖北省档案馆：SZ122-2-187。

　　［9］《有关单位关于超声波使用情况的总结及调查报告》，北京市档案馆：001-017-00186。

　　［10］Janovsky,W und Pohlman,R.Schallund Ultraschallerzeugung in Flüssigkeiten für industrielle Zwecke Zeitschrift für angewandte Physik.1948(1)，p.222.

　　［11］Alexander,P.,Emulsification with acoustic waves，Manufacturing chemist and aerosol news,1951,22(1),pp.5~8.

　　［12］《市委工业部代市委起草的〈采用超声波、管道合成等新技术的报告稿〉及有关材料》，北京市档案馆：001-015-00372。

　　［13］化工局：《技术革命运动各个战役情况总结》，北京市档案馆：097-001-00137。

　　［14］《管道化加超声波》，中共上海市委科学技术委员会超声波办公室：《〈土超声理论研究〉等16个技术参考资料》，上海市档案馆：A52-2-959-44。

　　［15］《关于解决超声波动力问题的报告》，中共上海市委科学技术委员会超声波办公室：《〈土超声理论研究〉等16个技术参考资料》，上海市档案馆：A52-2-959-48。

　　［16］中共上海市工业产品科学研究委员会办公室：《新技术工作会议讨论情况的简报》，上海市档案馆：A53-2-160-1。

转自观察者http://www.guancha.cn/local/2015_09_18_334714.shtml

8月23日，首届中国研究生未来飞行器创新大赛在西北工业大学举行。复旦学生团队参赛作品“灵魂出窍：基于意念-手势协同控制与虚拟现实技术的微型飞行器设计”在66件入围作品中脱颖而出，荣获一等奖。
日前，获奖团队成员傅军、常玉虎、崔雪扬、吴加正、朱家成和他们的指导老师复旦大学力学与工程科学系系主任艾剑良教授，一起讲述了这件未来感十足的作品背后的故事。


操作者穿戴脑电耳机、臂环和虚拟现实眼镜


设计团队学生与指导老师在一起，左起：吴加正，朱家成，艾剑良教授，傅军，常玉虎，崔雪扬
“未来无人机绝不会是手持遥控”
得知“中国研究生未来飞行器创新大赛”的消息时，力学系飞行器设计与工程专业研二学生傅军立即想到了当下大热的无人机。虽然当前无人机已经在航拍领域大显身手，但在傅军看来，无人机的领域不止于此，还可以做文章，于是他组织了团队。
团队中，傅军是飞行器设计专业硕士研究生；崔雪扬和吴加正同为流体力学专业，一硕一博；朱家成在团队里年纪最小，却有着丰富的飞行器设计制作经验；计算机系的常玉虎大三就开始对飞行器感兴趣。
组队后的第一次头脑风暴中，他们发现目前市面上大多数无人机仍是利用传统手持遥控器进行操作。他们相信,未来的无人机的操作绝对不是现在这个样子。那会是什么样子？
常玉虎突然想到,为什么不能用脑电波来控制飞机？这个想法得到一致认可。最终,一个通过脑电波与手势协同控制、镜头跟随头部运动、并能虚拟还原空中视角的无人机系统的设想就此成型。
用脑电波控制无人机升降
“这套飞行装置使得我们只需要带上眼镜想一想或者手一挥，就能像鸟儿一样，用全新的角度去探索一些平常难以看到的地方，同时也可以给不方便活动的残障人士提供一种全新的方式来认识世界。”崔雪扬在项目报告书里描述的这套飞行装置，包括一个MindWave Mobile脑电耳机、一个Myo臂环、一副虚拟现实（VR）眼镜、一架六轴飞行器以及搭载的云台和同步摄像头。
将同步摄像头安装在飞行器底部，拍摄飞行器视角下的三维立体影像，通过虚拟现实（VR）眼镜将三维影像实时投射到眼前，佩戴者即可体验全三维再现环境。
同时，用户佩戴非侵入式脑电传感器和可以读取佩戴者前臂肌肉运动的腕带，通过集中精力来控制飞行器的上升，放松状态控制飞行器的下降，通过手势“左”使飞行器向左飞行，手势“右”使飞行器向右飞行，手势“五指伸开”使飞行器向前飞行，手势“握拳”使飞行器向后飞行。通过头部俯仰和左右转动控制摄像头的倾斜角度。
如此，佩戴者仿佛能“灵魂出窍”——人虽站在地面眼睛却飞上了天空，通过自己的思维活动和手势指挥，“亲眼”看到了无人机在空中的广阔视野。
看似科幻的背后却有着坚实的科学理论基础。“人的大脑是由数以万计的针尖大小的神经交错构成的。每当神经活动时都会产生轻微的放电，产生不同的脑波模式，例如沉睡中的人大脑中会产生delta 波，而一个处于警觉和清醒状态的人集中思考一件事时，大脑会产生大量的beta 波。我们的设计就是通过集中精力来控制飞行器上升，放松精神来控制飞行器下降。”傅军介绍。
复旦教授：“脑电波还能深化”
本次大赛一等奖共7支队伍，除了复旦团队，其余6支都来自工程类或航天类院校，复旦是唯一一所综合类大学。“相比专业性院校，我们的学生更爱动嘴，想法好，就是动手少。”谈及此次获奖的意义，艾剑良教授认为获奖对于增强学生自信、增强学校的动手氛围都有所帮助。
“脑电波这块还可以深化！”谈起对未来的展望，艾剑良表示研究并未到此结束，在无人机的旋翼起降、固定翼平飞、抛飞稳定，甚至人工智能方向上的研究仍然大有可为。
傅军也表示他们会继续深入开展无人机的研究，争取做到产学研结合。
（澎湃新闻记者 韩晓蓉）

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看了这篇文章，为什么会感觉国内科技发展任重而道远，这篇新闻评论有人看出来了：myo的手环，oculus的眼镜，淘宝一堆脑电传感器、到处都可以买的六轴飞行器。有什么是复旦自己研发的？
不禁让我想到了一件事，上世纪六七十年代出现的超声波化运动，找到一篇文章，各位可以看看。
转自国史网http://www.hprc.org.cn/gsyj/jjs/ ... 0140606_282424.html

“大跃进”期间制药行业的“超声波化”运动
发布时间： 2014-06-06    作者：张程 胡化凯    来源：当代中国史研究 2014-03-13
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　　［作者简介］张程，博士研究生，中国科技大学科技史与科技考古系，230026；副教授，安徽医科大学人文学院，230032。胡化凯，教授，中国科技大学科技史与科技考古系，230026。

　　①迄今为止对这一运动的学术性研究极少，薛攀皋的《1960年的全民超声波化运动》（《科技中国》2007年第3期）一文是少数学术性文章之一。［摘要］在“大跃进”期间，中国制药行业曾在“超声波化”运动中大量制造土超声器并广泛应用于各个领域，但是并没有取得预期的成效。从技术的角度看，单个项目没有取得成效是因为没有同时符合科学性、技术性、经济性的要求，而整个行业的运动没有取得成功，主要原因并不是通常认为的虚假浮夸，而是一系列技术政策的失误。

　　1960年曾发生过一场全国范围的“超声波化”运动，这场运动声势之大、影响之广，不亚于1958年的“大炼钢铁”运动。但是一直以来只有一些日记、回忆录等对此有过简短的回顾和描述，对它的研究更是少之又少，①因此人们往往把这场运动与“大跃进”期间的其他运动相提并论，缺乏对其真实情况的了解。虽然这场运动也充斥着各种虚假浮夸的现象，并且虚夸程度不逊于同时期的任何一场运动，但是由技术史的视角分析可以发现，技术目标判断的失误和技术路线选择的偏差才是这场运动没有取得成效的主要原因。为了论证这一观点，笔者选取了制药行业在“超声波化”运动中的情况作为典型代表，重点分析该行业中土超声器件的制造和应用情况，以便人们重新理解这场运动失败的真正原因。

　　一、“大跃进”期间制药行业使用超声技术的三个阶段

　　以“超声波化”运动为标志，“大跃进”期间制药行业使用超声技术的过程可分为三个阶段。运动开始之前，由于国际上超声技术迅速发展，因此国内也开始重视并积极推广这项技术，在这一背景下制药行业开始试用超声技术并取得了一些初步成果。运动开始后，制药行业较早地被卷入到这场狂潮之中，一些制药企业成为运动的典型，开始大量制造土超声器并盲目扩大其应用范围，所应用的项目据称都取得了显著效果。但在运动结束后，这些企业中只有少量的超声应用项目被保留下来，其中大多数还是在运动之前就已经试验成功的，在运动中研制有效且坚持使用的项目几乎没有。

　　（一）运动开始前少数制药企业开始试用超声技术

　　国外超声技术在工业中的应用是从第二次世界大战后逐渐发展起来的，20世纪50年代后期，中国开始逐渐重视并着力发展这项技术。在1956年制定的《1956～1967年科学技术发展远景规划纲要》中，明确把“改进电和超声波的技术并扩大其应用范围”列为57项国家重要科学技术任务之一。［1］在这种形势下，纺织、机械、化工等行业中的一些企业开始在生产中试用超声技术。

　　北京制药厂是制药行业中较早接触超声处理技术（工业中应用的超声技术分超声检测技术和超声加工与处理技术两大类，超声加工与处理技术是利用超声能量改变物质状态的技术，其中与制药行业有关的主要是超声处理技术。）的企业之一。1959年底，该厂曾试验用超声粉碎长效西林并取得初步成功。［2］除北京制药厂外，上海第二制药厂、第四制药厂、通用药厂等单位在同一时期也曾想搞超声波，并准备买一整套设备，［3］但是由于当时中国缺乏必要的技术力量和制造能力，限制了这些企业对超声技术的应用，它们的项目直到运动开始时一直未能上马。

　　（二）运动开始后制药行业大搞土超声器并盲目扩大应用范围

　　1960年初，在又一波“大跃进”的狂澜中，国家发动了一场群众性的技术革新与技术革命运动（以下简称“双革”运动）。在“双革”运动中，一些单位为了解决正规超声波发生器不足的问题，发动群众自制土超声波发生器（以下简称土超声哨），并尝试开发其多种用途。北京制药厂在学习其他企业制造土超声哨的经验后，迅速在本厂推广并积极扩大应用范围。继超声粉碎后，先是试验用土超声哨清洗安瓿（一种小型玻璃容器，广泛运用于盛放注射制剂和必须隔绝空气的高纯度化学药品。），发现效果显著［4］，此后他们又继续扩大试用范围，将其广泛试用于生产、生活的各个方面，据称也都取得了明显效果。北京制药厂的经验很快在全国制药行业中得到了大力推广。1960年3月24日，化工部在上海召开全国医药工业现场会议，会上北京制药厂代表介绍了制造和使用土超声哨的经验。随即上海市医药工业各厂迅速掀起了一个制造和使用土超声哨的群众运动，仅仅三天的时间就制造土超声哨1618只，有44只投入生产。［5］以此为开端，在上海市有关部门的大力推动下，在全市范围内迅速掀起了一个使用和推广土超声哨的群众运动。受上海等地的影响和带动，加之国家的大力推动，制造和使用土超声哨的活动不久便发展到全国，形成了一场全国范围的“超声波化”运动。

　　到1960年5月，“超声波化”运动已经在全国各行各业普遍展开，在这种形势下各地制药企业纷纷自制土超声哨，并广泛应用于各类项目。作为运动中的典型，北京制药厂在运动中曾制造土超声哨5000多个，试验项目200余项，使用范围遍及生产、生活的各个方面。［2］竺可桢曾在1960年5月13日的日记中，记载了当天去北京制药厂参观超声波应用的情况：“乘车至建国门外北京制药厂……看该厂的超声波……超声波用在促进化学的作用方面，一排玻璃管每天可以出40kg的维生素B1。据闻现预备扩大三倍产量，反而可以减少人员。我们也看了各种超声波的哨子，簧片大致与前天在电子所所见者相似。最后看了用超声波去热的装置，在一个许多人在打铁炉工作的房中，装上好几个超声波，吹空气至房中，使温度从35℃左右降至20多度。据云，空气压力迫使气流作旋流（在玻璃器中），热空气向外而冷空气留当中，所以用超声波也可加热云。”［6］其他地区的制药企业也纷纷仿效，武汉制药厂自制了双头式、三头式等多种簧片式超声波发生器，并将其用于安乃近、磺胺嘧啶及合霉素等产品的反应搅拌。西安制药厂自制出单层涡旋式、双层涡旋式、葫芦二管式、葫芦三管式、多种规格的簧片式、简易簧片式、空腔式等多种超声波发生器。广东制药厂在磺胺噻唑中间体、提取碘营养、长效西林中间体、无味合霉素、制培养基、制剂等生产项目上使用了超声波发生器。［7］据国家有关部门统计，1960年制药行业共有138个品种的合成药物生产应用了超声处理技术。［8］

　　（三）运动结束后只有少量的超声应用项目得到保留

　　虽然制药行业在“超声波化”运动中制造了大量土超声哨，但运动结束后这些土超声哨大部分被弃之不用，绝大多数的超声应用项目也由于各种原因没有再坚持使用。以北京制药厂为例，该厂在1960年运动高潮时曾有试验项目200余项，但到1961年运动结束之后，正式用于生产的只有26项，其中效果明显的23项。［2］另据北京市化工局的调查显示，该局所属7个厂在1960年的“超声波化”运动中共试验超声应用项目352项，其中使用有显著效果的129项，到1961年底这129项仍在生产中坚持使用的只有34项。［9］这些材料表明制药行业在运动中曾经试用的超声应用项目90%以上都没有保留下来，即使是在剩下的10%当中，还有许多是运动开始之前就已经试验成功的，因此运动并没有给制药行业带来有益的变化。

　　二、对“超声波化”运动中制药行业制造、使用土超声哨情况的分析

　　制药行业在“超声波化”运动中制造了哪些种类的土超声哨，这些土超声哨被用于哪些项目，取得了什么效果，原因何在？从技术角度对这些问题的分析，不仅有助于解释为什么大量土超声器和超声应用项目在运动过后被弃之不用，而且有助于理解“超声波化”运动失败的真正原因。

　　（一）对运动中土超声哨制造情况的分析

　　制药行业制造的土超声哨与其他行业大体相同，主要包括空腔哨、簧片哨、涡旋哨三种，其中用得最多的是土簧片哨。土簧片哨的原型是雅诺夫斯基—波尔曼哨，由德国物理学家赖玛·波尔曼和雅诺夫斯基于1948年发明并首先应用于工业中。［10］这种哨的基本原理是通过高速液体流激发簧片共振来产生声或超声，当时已经在乳化和分散应用中获得某些成功。1951年英国人亚历山大曾描述过一种用单边剃刀刀片作振动元件制造簧片哨的简易做法。［11］这种做法在“超声波化”运动中得到了广泛采用，运动时最流行的一种做法是用一根管子焊上一个剃刀片就制成了一个土簧片哨。

　　制药行业在“超声波化”运动中制造的土超声哨数量由于缺乏资料难以统计，但是大多数土超声哨都因存在各种问题而无法正常使用。首先，一些土超声哨缺乏必要的调节装置，难于实现共振，因而效率甚低。以簧片哨为例，它的最佳工作频率是使簧片发生共振的频率，只有在此频率下才能获得最佳效率。在流体压力既定的情况下，只有将喷嘴与簧片刃口之间的距离调节到适当位置时，才能使簧片发生共振。在雅诺夫斯基—波尔曼哨中可以通过调节簧片与喷嘴之间的距离来保证振动系统处于共振状态。而土簧片哨由于剃刀片是焊在管子上的，位置固定无法调节，这样就不能保证簧片在既定的压力下处于共振状态，因此效率必然是极低的。

　　其次，一些土超声哨制造材料简陋，存在严重质量问题，很容易损坏，使用寿命短。由于当时提倡土法上马，因此制造土超声哨所用的材料种类众多，如“钢的、铁的、铜的、银的、铝的、塑料的、搪瓷的、玻璃的、陶瓷的喷嘴代替了特殊钢材的喷嘴”［12］，但是这些代用材料中很多并不适合用来制造超声哨。比如，正规簧片哨的簧片和喷嘴都需要特殊的不锈钢材料，而土簧片哨的簧片和喷嘴使用的是各种代用材料，这些材料有的由于刚性不足在压力下产生了变形，还有的经受不住空化（高强度声波可以在液体中产生气泡空腔，当空腔破裂时会产生极高的压力，这一过程称为空化。）的腐蚀，使用一段时间就生锈了。由于土簧片哨在使用中经常发生各种质量问题，严重影响了正常使用。据一些企业统计，土簧片哨的平均使用寿命只有7～14天，之后就必须更换。［13］如此短的使用寿命抵消了土超声哨制造成本上的优势。

　　最后，大多数土超声哨没有必要的制造标准、工艺流程和检测手段。在运动中往往是“群众自己设计，自己找原料，自己制造”，“谁需要什么形状，什么材料，谁就去做成什么形状，用什么材料”，完全凭借手工经验，没有统一的制造标准和工艺流程。更为重要的是，当时普遍缺乏必要的检测设备和成熟的检测方法。以北京市化工局为例，全局仅有三部测频仪，还都因缺乏零件而不能正常使用。［9］在这种条件下，土超声哨普遍没有经过检测就投入使用，因此难以保证正常使用。

　　（二）对运动中超声应用项目的分析

　　运动中使用过的超声应用项目种类繁多，根据其使用情况大致可以分为三类，第一类是试验成功并坚持使用的项目；第二类是没有过关的项目，这类项目虽然初步试验有效果，但是由于存在的技术或经济等问题没有得到解决，因此运动过后除少数还在继续研究外大多数不再使用；第三类是虚假浮夸的项目，由于此类项目的效果是不真实的，所以运动过后当然也不再使用。例如，北京市在1961年底对工业系统71个重点单位的113个超声应用项目的调查显示，有效果并坚持使用的25项，占22.1%；有效果由于种种原因没有坚持使用的45项，占39.8%；曾经使用推广但没有效果或效果不好的12项，占10.6%；技术未过关，正在继续试验或即将准备试验的31项，占27.4%。［2］而在制药企业所属的化工行业情况则更糟，据北京市化工局1961年底对所属7个厂的352项超声应用项目的调查显示，使用有效果并且仍在生产中坚持使用的只有34项，占9.65%；使用有效果但由于种种原因不再坚持使用的95项，占26.98%；使用有效果并且在继续研究改进的18项，占5.11%；没有试验成功或无效果的205项，占58.23%。［9］根据上述材料可以判断，第一类项目的比重只有10%～20%，第二类和第三类项目的比重合计占到了80%～90%。即使土超声哨不存在任何质量问题，也有一些因没有应用在合适的项目上而难以有效发挥作用，致使绝大部分项目在运动结束之后都没有再继续使用。

　　笔者认为，超声技术应用于工业生产项目必须符合三个标准：首先，必须具有科学性。不仅要符合基本的科学原理，更重要的是要通过试验来检验，只有试验成功的项目才有应用的可能。其次，必须解决超声使用过程中遇到的各种技术性问题。由于试验室中所使用的技术条件与大规模工业生产所需要的技术条件不同，因此即使是试验成功的项目，要想在工业部门推广应用，还要解决一些具体的技术问题。最后，必须具有经济性或没有其他方法可以替代。工业应用需要考虑成本问题，因此超声技术还必须面临其他技术的竞争，只有以更低的成本、更高的效率完成同样的任务，它才有可能在工业中应用。从制药行业的情况看，凡是在运动之后坚持使用的超声项目都符合这三个标准。反之，凡是在运动之后没有坚持使用的超声项目，都是因为不符合其中一个或几个条件。

　　下面从超声应用的三类情况中各举一例，来进一步说明这三个标准。

　　案例一：超声运用于阿司匹林生产。这个项目没有坚持使用是因为不具有科学性。该项目的具体做法是将水杨酸和乙酐在贮槽中混合，通过预热管道加热至70℃，由齿轮泵输送至土簧片哨，液体通过加压从喷嘴中喷出，冲击簧片产生超声。据说通过超声的作用使过去用反应罐还需要3～4小时的反应，在液体通过超声波强化区的一瞬间就完成了。［14］通过简单分析就可以看出这个项目的成果是虚假的。根据化学常识可知，水杨酸和乙酐在加热和催化剂作用的条件下可以反应生成乙酰水杨酸（即俗称的阿司匹林）和乙酸。在加热到70℃时，如果不加催化剂，则该反应不会发生，即使加了超声也一样；如果加了催化剂，即使不加超声，这个反应也会发生。由此可以判断实际的情况应该是，在催化剂的作用下反应在预热管道内已经发生，从喷嘴中喷出的是已经含有乙酰水杨酸的液体。所以超声在这个过程中只是起与搅拌类似的物理作用，并没有对反应起任何催化作用。运动期间缺乏科学性的类似项目还有很多，如将超声应用于呋喃西林、乙二胺、维生素C的生产等，当时所谓成功的试验结果都是虚假的。

　　案例二：超声清洗安瓿。超声清洗符合科学原理，它是利用超声产生的空化效应使污物从器物壁上分离脱落，从而达到清洗的效果。这个项目没有坚持使用不是因为不具有科学性，而主要是因为：第一，技术性问题没有解决。安瓿的处理量很大，一个制药厂每天的安瓿清洗量数以万计。大规模的处理需要多个超声哨同时使用，但是当一台压缩机同时驱动多个超声哨时，如果各超声哨的共振频率不同，则难以保证同时达到共振状态，这个技术问题当时并没有得到解决。第二，不具有经济性。清洗安瓿原有一套比较成熟的机械方法，尚不成熟的超声方法与之相比不具有优势。所以这个项目在运动初期用了一段时间之后就不再使用了。

　　案例三：超声粉碎长效西林。这个项目能够坚持使用主要因为：首先，它具有科学性。超声粉碎符合科学原理，它是利用超声的空化效应产生分散作用，使分布在液体中的不溶性固体破碎，以达到减小颗粒细度的目的，并且该项目在北京制药厂曾经做过试验，证明是可行的。其次，长效西林的生产数量较少，面临的技术问题相对简单，容易解决。北京制药厂最初每天只生产几百克这种药物，所以没有遇到像超声清洗所面临的大规模处理的技术问题。最后，当时只有用超声技术才能使该药物的颗粒细度达到药典规定的标准，没有别的技术可以替代。综合这些原因，超声粉碎长效西林的项目才能够持续下来。

　　三、制药行业“超声波化”运动没有取得成功的原因分析

　　对于某个具体的超声应用项目而言，只有同时符合科学性、技术性、经济性的要求，才能够在实际生产中应用并取得成效。而对于整个行业而言，即便在一些项目上使用超声技术取得了成效，也未必能在整个行业普遍推广。制药行业的“超声波化”运动没有取得成功的原因，首先是在超声器件制造和超声技术应用两个方面都存在政策失误，其次是存在形式主义和虚假浮夸的问题。

　　（一）技术目标判断失误，把超声制药作为行业内技术发展的主要方向

　　受到“超声波化”运动中盲目推广的影响，制药行业在使用超声处理技术时，对一些技术的发展阶段存在错误判断，进而导致对该行业中一些关键性生产技术的发展方向产生错误判断。

　　首先，超声处理技术有很多种类，从当时的情况看，有的已经成熟并处于实际应用阶段，如超声粉碎等；有的处于从试验到实际应用的过渡阶段，如超声清洗等；还有的尚处于试验阶段，如超声化学等。由于各种超声处理技术所处的发展阶段不同，因此要求所有的超声处理技术在短期内都达到实用的程度是不可能的也是不现实的。正确的做法应该是以技术发展的成熟度为标准，达到一定成熟度才能普遍推广。而“超声波化”运动过高估计了大部分超声处理技术的成熟度，追求立竿见影式的效果，认为这些技术的应用是“栽上就开花，开花就结果”。这种不正确的认识以及基于这种认识所采取的盲目推广的做法，不符合技术发展的规律，当然也就不可能取得成效。

　　其次，每个行业都有其关键的生产技术，只有超声技术能够对这个行业的关键技术发挥作用，才可能在该行业实现“超声波化”。而在许多行业超声技术并不能起到这样的作用。具体到制药行业来说，该行业的关键性生产技术应该是化学制药技术，当时成熟度较高的超声粉碎技术和超声清洗技术，只是在这个行业的个别生产工序中起辅助作用，并不能对这个行业的关键技术产生作用，因此不能依靠它们来实现行业的“超声波化”。虽然超声化学技术有可能对制药行业的关键技术起作用，但是该技术当时无论是理论还是试验都还处于探索阶段，即使到现在它也还只是停留在试验阶段，并没有实现大规模的工业应用。因此依靠成熟度很低的超声化学技术来实现行业的“超声波化”也是不现实的。而当时之所以在制药行业大力提倡试验和使用超声技术，主要原因是因为相信超声能够促进化学反应，甚至能够带来化工生产革命性的发展，其依据是诸如将超声应用于阿司匹林生产之类项目上虚假的试验结果。依据虚假的试验结果所做出的判断必然是错误的，而依据这种判断所选择的技术发展方向必然也是不可能实现的。

　　（二）技术路线选择偏差，以机械式超声器为主来解决超声应用的需要

　　即使不考虑“超声波化”这个目标是否正确，就是在实现这一目标的技术路线的选择上也存在偏差。超声器件可分为电声式和机械式两大类，运动没有把发展大功率、高转换效率的电声换能器作为主要手段，而是大量制造和使用机械式发生器，这种技术路线的选择值得商榷。

　　一方面，选择这样的技术路线有一定的客观原因。当时国际上超声器件的制造主要是以电声式为主，并且不同国家又各有特点，欧美主要是以发展压电式换能器为主，苏联主要是以使用磁致伸缩式换能器为主。就当时中国的技术条件和资源条件看，大规模制造这两类换能器都存在困难。压电式换能器如果使用压电单晶材料，因材料较为昂贵故难以大规模制造，如果使用价格低廉的压电陶瓷材料，那时中国压电陶瓷的制造技术尚不成熟，难以满足超声处理所需的功率要求，且当时尚未完全掌握该种材料的制造技术，因此以此为材料制造换能器也存在困难。磁致伸缩式换能器虽然机械性能稳定，适宜用做大功率超声源，但是制造这种换能器需要大量的镍，而镍在中国是稀缺资源，因此这类换能器也难以大规模制造。此外，不论是压电式还是磁致伸缩式换能器，都需要配备电发生器，而当时的电发生器普遍采用电子管元件，不仅体积庞大，而且价格昂贵，制造和使用的成本都很高。这些原因使得当时中国难以大规模制造电声式换能器。而以超声哨为代表的机械式发生器，不仅结构简单，性能稳定，制造和使用的成本也很低，在某些领域可以用做功率超声源使用，因此，适当的发展一些机械式发生器，在当时是合理的，也是必要的。如果按照科学的方法去做超声哨，虽然不能实现普遍的“超声波化”，但是在一些项目的应用上取得成功还是有可能的。比如运动之后不久中科院电子所超声室与北京市光华染织厂合作进行的几项关于超声哨应用的试验项目就取得了成功。

　　另一方面，这条技术路线存在明显缺陷。首先，过度依赖机械式发生器，由于动力源单一，很容易造成动力紧张。其次，机械式发生器较为狭窄的应用范围与广泛应用超声技术的需要之间也存在矛盾。运动中暴露出的一些情况恰恰反映了这条技术路线的缺陷。比如上海市在运动中制造了120余万只土超声哨，实际只用了40余万只，大量土超声哨没有使用的主要原因之一是缺乏动力源。［15］此外，由于运动中过分相信机械式发生器的作用，把它看作是无所不能的，认为“超声波是万宝，用到哪里哪里好”，不经过试验，也不加区分地盲目应用，导致将它用到了不适当的地方。实际上，不同领域、不同用途需要不同种类的超声器，每项超声应用项目是否适用机械式发生器是需要通过试验检验的。虽然在“超声波化”运动开始之前，中科院和产业部门中的一些科研单位也曾经对一些种类的机械式发生器进行过初步的研究，证明这些发生器在乳化、分散、粉碎等领域中是有效的，但是这类研究的范围是有限的。机械式发生器能在乳化等少数领域中使用并不等于能在所有领域中普遍推广，在其他领域中它能否使用还要做具体的研究，而这样的研究在运动中被忽略了。虽然运动中提倡“人人试验、处处试验”，实际上在许多领域并没有经过科学的试验就将超声哨直接用于生产。机械式发生器只有正确的应用于适当的项目，才能够发挥其应有的作用。

　　（三）运动中存在的形式主义和虚假浮夸问题

　　运动中所存在的形式主义和虚假浮夸等问题也影响了运动的效果。首先，运动中一些部门和单位为制造而制造，为应用而应用，形式主义严重。有些单位制造了大量的土超声哨但却一直没有投入使用。没有使用的原因很多，其中相当大的一部分是出于形式主义需要，纯粹追求制造数量，根本没想到要去用。即使是在一些应用了土超声哨的地方，很多也是使用目的不明，意义不大，走走过场而已。如在试验室洗瓶嘴、洗脸盆上的龙头和电话机等处安装土超声哨，并没有什么实际意义，只是美其名为超声波化罢了。这些情况都说明在运动中存在严重的形式主义，这样的做法当然不可能取得什么效果。

　　其次，浮夸的宣传和虚假的理论解释助长了对超声技术的盲目推广应用。运动中存在大量浮夸的宣传，说超声波是“万应灵药”、“神通广大”、“妙用无穷”，甚至到了“无孔不入”、“无处不灵”的程度。比如有的地方宣称，孕妇胎位不正，用超声波在脚趾头上一吹，胎位就吹正了。［16］诸如此类的浮夸宣传把超声技术神化了，对盲目推广应用超声技术起了推波助澜的作用。一些理论工作者也在运动中跟风，“发明”出种种理论对不可能发生的现象提供解释。比如有的科研部门曾经提出一套载波射流理论，要对土超声哨的有效性进行系统论证；有的单位提出说要从物质内部运动的规律来分析超声的作用，用矛盾论的观点和方法来分析超声波技术问题；还有的人解释超声能使倒置的胎儿转正的“现象”，说这可能与传统的经络学说有关。如此种种，这些虚假的理论解释在当时产生了很大的误导作用。

　　应当看到，制药行业“超声波化”运动之所以没有取得成功，主要原因还是技术目标判断的失误和技术路线选择的偏差。形式主义和虚假浮夸的问题虽然严重，但不是导致运动失败的主要原因，也就是说，即使没有形式主义和虚假浮夸的问题运动也不可能取得成功。而且在许多情况下正是由于政策的失误，才会导致种种不合实际要求的提出，并由此产生各种形式主义和虚假浮夸的现象。

　　综上所述，对于制药行业“超声波化”运动而言，可以得出以下结论：第一，行业内的一些超声应用项目没有坚持使用，是由于没有同时满足科学性、技术性、经济性的要求。这个结论对其他行业内的超声应用项目也同样适用。第二，整个行业的“超声波化”运动未取得成效的原因，首先是技术政策的失误，其次是形式主义和虚假浮夸。这个结论是否适用于其他行业，还需要根据不同行业的情况具体分析。“超声波化”运动作为“大跃进”期间发生的具有广泛社会影响的一个科技史事件，有许多问题值得研究。要想更加全面地了解运动的前因后果，还需要更加深入细致的分析。

　　［参引文献］

　　［1］《建国以来重要文献选编》第9册，中央文献出版社1994年版，第488页。

　　［2］市委技术革命办公室：《超声波使用情况的调查报告》，北京市档案馆：001-017-00185。

　　［3］中共上海市委科技领导小组、生委：《土超声波运动的情况与市委、中央的批示文件》，上海市档案馆：A52-1-43。

　　［4］《轻工、化工、纺织、电业、印刷工业等单位关于超声波的试验、使用情况的报告、简报》，北京市档案馆：001-017-00167。

　　［5］上海市化工局：《开展“超声波化”运动的情况汇报》，上海市档案馆：B76-1-452-7。

　　［6］《竺可桢全集》第15卷，上海科技教育出版社2008年版，第660页。

　　［7］湖北省超声波现场会议：《超声波在医药上的应用》，湖北省档案馆：SZ122-2-190。

　　［8］《国家经委、国家科委：〈超声波技术推广应用、扩大试验研究项目的通知〉及湖北省科委下达1960年新技术研究》，湖北省档案馆：SZ122-2-187。

　　［9］《有关单位关于超声波使用情况的总结及调查报告》，北京市档案馆：001-017-00186。

　　［10］Janovsky,W und Pohlman,R.Schallund Ultraschallerzeugung in Flüssigkeiten für industrielle Zwecke Zeitschrift für angewandte Physik.1948(1)，p.222.

　　［11］Alexander,P.,Emulsification with acoustic waves，Manufacturing chemist and aerosol news,1951,22(1),pp.5~8.

　　［12］《市委工业部代市委起草的〈采用超声波、管道合成等新技术的报告稿〉及有关材料》，北京市档案馆：001-015-00372。

　　［13］化工局：《技术革命运动各个战役情况总结》，北京市档案馆：097-001-00137。

　　［14］《管道化加超声波》，中共上海市委科学技术委员会超声波办公室：《〈土超声理论研究〉等16个技术参考资料》，上海市档案馆：A52-2-959-44。

　　［15］《关于解决超声波动力问题的报告》，中共上海市委科学技术委员会超声波办公室：《〈土超声理论研究〉等16个技术参考资料》，上海市档案馆：A52-2-959-48。

　　［16］中共上海市工业产品科学研究委员会办公室：《新技术工作会议讨论情况的简报》，上海市档案馆：A53-2-160-1。