計量,敲開科技創新的“未來之門”
來源:人民日報 更新時間:2021-05-21

 

 
電子秤準不準?水電燃氣表為何偶爾會跑出個“巨額數字”?開車時導航何以能實時定位?日常生活的許多方面其實都與計量有關。5月20日是“世界計量日”,計量如空氣,不被感知,卻時刻在人們身邊。

計量是指實現單位統一、量值準確可靠的活動,在我國歷史上被稱為“度量衡”。隨著生產和科學技術的發展,現代計量已發展成覆蓋長度、熱學、力學、電磁學、無線電、時間頻率、電離輻射、光學、聲學、化學等十大類的獨立學科,計量的定義也拓展到測量的科學及其應用。

計量伴隨著工業革命的出現而迅猛發展,同時又支撐了工業生產的持續進步。第一次工業革命中,溫度和力值的測量推動了蒸汽機的研發,蒸汽機的應用又加快了對溫度和壓力測量的需求。第二次工業革命以電力的廣泛應用為代表,電學指標的測量加速了對電特性的研究,電工儀表從簡陋的電磁指示裝置,改進為完善的高精度電特性儀表。20世紀四五十年代,在信息、新能源、新材料、生物、空間技術和海洋技術等諸多領域,掀起了信息控制技術革命。在其推動下,計量朝著極大、極小、極高和極低的高精度發展,促進了納米技術、航天技術等現代科技的突飛猛進。原子能、半導體、電子計算機等新技術的廣泛應用,推動計量的宏觀實物基準逐步向量子基準過渡,遙感技術、智能技術、在線檢測技術相繼取得了新突破。可以說,計量的每一次飛躍,都給科學技術創新、科學儀器進步和相關領域測量的拓展帶來巨大推動力量。

2018年,第二十六屆國際計量大會表決通過了關于“修訂國際單位制(SI)”的決議,計量單位制和計量基準發生了革命性變化。根據決議,SI基本單位中的千克、安培、開爾文和摩爾,分別改由量子計量技術支撐的常數定義。以千克為例,此前一個多世紀,1千克等于國際計量局保存的國際千克原器“大K”的質量。一旦“大K”的實物質量發生變化,那么單位千克也會發生變動,并波及一系列相關單位。這些變動“牽一發而動全身”,各行各業都將不得不重新檢視已有的標準,而常數定義方式完美解決了這一問題。就像1967年用原子的特性修訂了時間單位“秒”的定義,使人類今天擁有了衛星導航和互聯網技術一樣,4個基本單位的重新定義將對科學、技術、貿易、健康、環境等領域產生深遠影響。

科技發展,計量先行。計量不僅是科學技術的先導和保障,也是守護人民群眾生命健康的重要基礎。今年世界計量日的主題是“測量守護健康”。在醫療衛生領域,小到身體檢查和藥物服用劑量的確定,大到疫苗開發過程中對復雜蛋白和RNA分子的準確識別和測量,醫學計量都是確保醫療設備準確可靠的必要手段。在環境保護領域,計量為大氣、水質、土壤、輻射環境等污染的監測治理提供支撐,是守護綠水青山的“火眼金睛”。在食品安全領域,無公害食品需要在生產、包裝、運輸、銷售等各環節,對有害物質進行精準計量檢測,才能滿足公眾對飲食健康的期待。未來,計量還有望推動我國生物醫藥領域數字診療裝備國產化、高端化、品牌化,引領和促進健康產業高質量發展。

(作者為國際計量委員會委員、中國計量科學研究院副院長)



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