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计量,敲开科技创新的“未来之门”

发布时间:2021-05-24 作者:段宇宁 来源:人民日报 浏览:881
电子秤准不准?水电燃气表为何偶尔会跑出个“巨额数字”?开车时导航何以能实时定位?日常生活的许多方面其实都与计量有关。5月20日是“世界计量日”,计量如空气,不被感知,却时刻在人们身边。
计量是指实现单位统一、量值准确可靠的活动,在我国历史上被称为“度量衡”。随着生产和科学技术的发展,现代计量已发展成覆盖长度、热学、力学、电磁学、无线电、时间频率、电离辐射、光学、声学、化学等十大类的独立学科,计量的定义也拓展到测量的科学及其应用。
计量伴随着工业革命的出现而迅猛发展,同时又支撑了工业生产的持续进步。第一次工业革命中,温度和力值的测量推动了蒸汽机的研发,蒸汽机的应用又加快了对温度和压力测量的需求。第二次工业革命以电力的广泛应用为代表,电学指标的测量加速了对电特性的研究,电工仪表从简陋的电磁指示装置,改进为完善的高精度电特性仪表。20世纪四五十年代,在信息、新能源、新材料、生物、空间技术和海洋技术等诸多领域,掀起了信息控制技术革命。在其推动下,计量朝着极大、极小、极高和极低的高精度发展,促进了纳米技术、航天技术等现代科技的突飞猛进。原子能、半导体、电子计算机等新技术的广泛应用,推动计量的宏观实物基准逐步向量子基准过渡,遥感技术、智能技术、在线检测技术相继取得了新突破。可以说,计量的每一次飞跃,都给科学技术创新、科学仪器进步和相关领域测量的拓展带来巨大推动力量。
2018年,第二十六届国际计量大会表决通过了关于“修订国际单位制(SI)”的决议,计量单位制和计量基准发生了革命性变化。根据决议,SI基本单位中的千克、安培、开尔文和摩尔,分别改由量子计量技术支撑的常数定义。以千克为例,此前一个多世纪,1千克等于国际计量局保存的国际千克原器“大K”的质量。一旦“大K”的实物质量发生变化,那么单位千克也会发生变动,并波及一系列相关单位。这些变动“牵一发而动全身”,各行各业都将不得不重新检视已有的标准,而常数定义方式完美解决了这一问题。就像1967年用原子的特性修订了时间单位“秒”的定义,使人类今天拥有了卫星导航和互联网技术一样,4个基本单位的重新定义将对科学、技术、贸易、健康、环境等领域产生深远影响。
科技发展,计量先行。计量不仅是科学技术的先导和保障,也是守护人民群众生命健康的重要基础。今年世界计量日的主题是“测量守护健康”。在医疗卫生领域,小到身体检查和药物服用剂量的确定,大到疫苗开发过程中对复杂蛋白和RNA分子的准确识别和测量,医学计量都是确保医疗设备准确可靠的必要手段。在环境保护领域,计量为大气、水质、土壤、辐射环境等污染的监测治理提供支撑,是守护绿水青山的“火眼金睛”。在食品安全领域,无公害食品需要在生产、包装、运输、销售等各环节,对有害物质进行精准计量检测,才能满足公众对饮食健康的期待。未来,计量还有望推动我国生物医药领域数字诊疗装备国产化、高端化、品牌化,引领和促进健康产业高质量发展。
(作者为国际计量委员会委员、中国计量科学研究院副院长)
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