計(jì)量科學(xué)技術(shù)是基礎(chǔ)科學(xué)，是應(yīng)用科學(xué)，同時(shí)也是先導(dǎo)性科學(xué)。在新興科技領(lǐng)域產(chǎn)生和發(fā)展的過程中，往往需要新的計(jì)量基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的建立。因此，加強(qiáng)計(jì)量科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)研究，對(duì)各學(xué)科的研究和經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展有著重要的意義。

計(jì)量該怎樣伴我們走向未來

計(jì)量該怎樣伴我們走向未來呢？我們要適應(yīng)世界前沿科技領(lǐng)域的形勢(shì)，既要著眼世界，更要立足現(xiàn)在。

一是全球可持續(xù)發(fā)展面臨著能源、資源和環(huán)境的制約，傳統(tǒng)的大量耗費(fèi)不可再生自然資源和破壞生態(tài)環(huán)境的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式已經(jīng)難以為繼，必須走科學(xué)、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的道路。創(chuàng)新成為解決人類面臨的能源資源、生態(tài)環(huán)境、自然災(zāi)害、人口健康等全球性問題的重要途徑，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。計(jì)量科技要滿足支撐人類社會(huì)發(fā)展中面臨的重大的緊迫需求。

二是跟蹤國(guó)際計(jì)量科技的整體發(fā)展，積極應(yīng)對(duì)國(guó)際單位制（SI）重大變革。國(guó)際單位制是計(jì)量學(xué)研究的基礎(chǔ)和核心。米、千克、秒、安培、開爾文、摩爾、坎德拉七個(gè)基本單位的復(fù)現(xiàn)、保存和量值傳遞是計(jì)量學(xué)最根本的研究課題。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，用基本物理常數(shù)來重新定義國(guó)際單位制中的大多數(shù)基本單位已成為國(guó)際計(jì)量科技的發(fā)展趨勢(shì)。這是自1960年SI建立以來前所未有的重大變革，對(duì)于整個(gè)世界計(jì)量界乃至社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的測(cè)量準(zhǔn)確度將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。目前世界先進(jìn)國(guó)家已紛紛開展相關(guān)研究并持續(xù)攻關(guān)，我國(guó)必須緊密跟蹤、科學(xué)應(yīng)對(duì)，才能使中國(guó)計(jì)量體系的建設(shè)順應(yīng)國(guó)際計(jì)量體系的發(fā)展，才能在國(guó)際上爭(zhēng)取話語權(quán)，占據(jù)主導(dǎo)地位。

三是新的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)計(jì)量科技提出了更高要求。能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、提高生活質(zhì)量的應(yīng)用新領(lǐng)域中的計(jì)量科技在世界各國(guó)得以優(yōu)先發(fā)展。例如：太陽能、風(fēng)能等新能源的發(fā)展要求新的計(jì)量技術(shù)支持；環(huán)境變化的監(jiān)控要求在溫度、溫室氣體量以及海水含鹽量等測(cè)量方面，建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)和溯源體系；二氧化碳、氮氧化物及易揮發(fā)有機(jī)化合物在低濃度時(shí)的微量變化的測(cè)量將是計(jì)量領(lǐng)域的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)；納米材料的發(fā)展及其在航空、航天和安全保障領(lǐng)域的應(yīng)用，成為使有效測(cè)量具有超高準(zhǔn)確度和可溯源性的推動(dòng)力；醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中不論是診斷還是有效而安全的治療都需要準(zhǔn)確可靠、可互認(rèn)的測(cè)量數(shù)據(jù)支持。以美國(guó)為例，NIST以促進(jìn)國(guó)家創(chuàng)新、提升工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力為使命，緊密圍繞測(cè)量科學(xué)前沿領(lǐng)域和國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)略開展持續(xù)而深入的研究工作，目前正在開展的重點(diǎn)項(xiàng)目包括：可互用智能電網(wǎng)建設(shè)，太陽能及存儲(chǔ)等先進(jìn)能源技術(shù)，綠色節(jié)能建筑測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)；支撐總體經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)碳排放限制和交易體系的測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)；納米技術(shù)相關(guān)環(huán)境、健康和安全測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)；醫(yī)療信息技術(shù)，支撐醫(yī)療領(lǐng)域創(chuàng)新的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量技術(shù)；信息技術(shù)安全，如數(shù)字安全，量子信息科學(xué)，以及測(cè)量科學(xué)前沿的量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量技術(shù)……

四是國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)計(jì)量的需求不斷加大。世界各國(guó)均結(jié)合本國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn)開展計(jì)量科學(xué)研究，建設(shè)科學(xué)研究和工業(yè)技術(shù)發(fā)展所需的測(cè)量能力，進(jìn)行新技術(shù)探索。

1.推進(jìn)自主創(chuàng)新和建立創(chuàng)新型國(guó)家對(duì)計(jì)量科技提出新要求，自主創(chuàng)新是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的源泉。黨的十八屆五中全會(huì)通過的《關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃的建議》中提出，深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略。發(fā)揮科技創(chuàng)新在全面創(chuàng)新中的引領(lǐng)作用，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，強(qiáng)化原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新?？萍紕?chuàng)新能力的提高，對(duì)先進(jìn)測(cè)量能力的需求迅速增加，對(duì)高精度的測(cè)量溯源能力提出更迫切要求。計(jì)量科技要實(shí)現(xiàn)計(jì)量基礎(chǔ)前沿研究的技術(shù)突破，要超前儲(chǔ)備，要滿足科技創(chuàng)新和前沿技術(shù)發(fā)展對(duì)準(zhǔn)確有效測(cè)量的新要求。

2.發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和加速經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)計(jì)量科技提出新要求。培育和發(fā)展高新技術(shù)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)爭(zhēng)取新一輪經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展制高點(diǎn)的重大戰(zhàn)略。信息、生物、納米、新能源、新材料、高端裝備制造等新技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化必須依賴更加準(zhǔn)確的測(cè)量方法和更為先進(jìn)的測(cè)量手段，尤其是對(duì)微觀量、復(fù)雜量、動(dòng)態(tài)量和多參數(shù)綜合量的測(cè)量溯源問題提出了一系列新的要求。如何有效評(píng)價(jià)新能源的使用效率，如何評(píng)價(jià)新材料的各種特性，如何實(shí)現(xiàn)納米尺度的高準(zhǔn)確度測(cè)量和量值溯源，如何實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)安全的準(zhǔn)確測(cè)量、有效分析和量值溯源，都是擺在我國(guó)計(jì)量科技面前的緊迫任務(wù)。

改造提升制造業(yè)也是我國(guó)提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的質(zhì)量、效益和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一，對(duì)計(jì)量科技的需求不斷增加。汽車業(yè)、船舶業(yè)、鋼鐵業(yè)、石化業(yè)對(duì)力值、扭矩、加速度、壓力等機(jī)械量的測(cè)量準(zhǔn)確度提出了更高要求，同時(shí)要求進(jìn)一步拓展測(cè)量范圍以覆蓋更大和更小的量值；有色金屬產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)需要解決計(jì)量器具在高溫、高壓、強(qiáng)堿、腐蝕等特殊條件下的量值準(zhǔn)確性問題；紡織業(yè)、輕工業(yè)等產(chǎn)業(yè)迫切需要將量值快速準(zhǔn)確地傳遞到生產(chǎn)設(shè)備上，對(duì)儀器設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)、在線和快速檢測(cè)提出了更高要求。

3.維護(hù)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和人類生命健康對(duì)計(jì)量科技提出新要求。節(jié)能減排、應(yīng)對(duì)氣候變化等環(huán)境保護(hù)問題為世界各國(guó)高度重視，同時(shí)已成為我國(guó)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。監(jiān)控氣候變化需要高準(zhǔn)確度的測(cè)量，而且必須與長(zhǎng)期穩(wěn)定的計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)建立聯(lián)系，才能確定在經(jīng)歷一段時(shí)間后發(fā)生的微小變化。無論是能源生產(chǎn)、輸送、交接、使用各環(huán)節(jié)，還是大氣質(zhì)量、水質(zhì)污染等評(píng)價(jià)控制，以及監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)用能單位合理用能、減少污染，科學(xué)統(tǒng)計(jì)分析和評(píng)價(jià)節(jié)能減排指標(biāo)等都離不開能源計(jì)量和量值溯源關(guān)鍵技術(shù)的支撐。

食品安全、醫(yī)療安全等問題不僅關(guān)系到大眾健康和生命安全，而且關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。加強(qiáng)食品安全、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的監(jiān)管，必然以準(zhǔn)確的成分量測(cè)量為支撐，以健全的質(zhì)量體系和量值溯源體系為保障，這對(duì)化學(xué)、生物領(lǐng)域的計(jì)量能力提出了新的挑戰(zhàn)。

4.提高國(guó)際貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)力對(duì)計(jì)量科技提出新要求。經(jīng)濟(jì)全球化和國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展促進(jìn)了資源的全球配置和國(guó)家的經(jīng)濟(jì)繁榮。如果一個(gè)國(guó)家缺少國(guó)際認(rèn)可的計(jì)量體系和計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施，其出口產(chǎn)品的測(cè)量與檢測(cè)結(jié)果就難以得到進(jìn)口國(guó)的承認(rèn)和接受，這就直接造成了技術(shù)貿(mào)易壁壘。為了消除國(guó)外不合理的非關(guān)稅壁壘，避免我國(guó)出口產(chǎn)品的重復(fù)檢驗(yàn)和因計(jì)量數(shù)據(jù)的國(guó)際互認(rèn)受制于人，也為了阻止國(guó)外不合格產(chǎn)品進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，我國(guó)必須實(shí)現(xiàn)計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際等效和在此基礎(chǔ)上測(cè)量、校準(zhǔn)結(jié)果的國(guó)際互認(rèn)，才能避免因技術(shù)貿(mào)易壁壘帶來的巨額經(jīng)濟(jì)損失，才能使我國(guó)在國(guó)際貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)中不處于弱勢(shì)和從屬地位。

5.加強(qiáng)國(guó)防安全建設(shè)對(duì)計(jì)量科技提出新要求。全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯的格羅納斯系統(tǒng)（GLONASS）以及歐洲的伽利略系統(tǒng)等衛(wèi)星系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其準(zhǔn)確性均依賴于時(shí)間頻率計(jì)量基準(zhǔn)。更為準(zhǔn)確的導(dǎo)航測(cè)量及衛(wèi)星定位技術(shù)，將會(huì)有效保障并改善空港、海港的導(dǎo)航安全以及航空器、航天器的安全使用，也將為更好、更及時(shí)地預(yù)測(cè)地震和發(fā)布海嘯警報(bào)做出貢獻(xiàn)。開發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的各類原子鐘和建設(shè)高度現(xiàn)代化的時(shí)間頻率計(jì)量體系，是建設(shè)我國(guó)獨(dú)立自主的全球定位系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，也是防止我國(guó)軍事力量和國(guó)防安全受制于人的重要手段。在航天航空領(lǐng)域的慣導(dǎo)、自導(dǎo)及自動(dòng)控制系統(tǒng)中，扭矩傳感器得到了廣泛運(yùn)用，其扭矩值的準(zhǔn)確測(cè)量和控制也為實(shí)施精確定位提供了技術(shù)保障。

6.提高自主創(chuàng)新能力作為提升計(jì)量科技水平的首要推動(dòng)力量，以服務(wù)新領(lǐng)域的計(jì)量需求作為調(diào)整計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)體系布局的中心環(huán)節(jié)，把建設(shè)國(guó)際一流的國(guó)家計(jì)量機(jī)構(gòu)作為面向未來的重大戰(zhàn)略選擇，不斷提升服務(wù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和事業(yè)發(fā)展的有效性和貢獻(xiàn)率。圍繞滿足戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展、國(guó)計(jì)民生需要和應(yīng)對(duì)國(guó)際單位制重大變革的國(guó)家新一代計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用，開展以量子物理為基礎(chǔ)的計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)研究和前沿計(jì)量技術(shù)研究，建立和完善新一代計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)體系。開展新領(lǐng)域計(jì)量技術(shù)研究和國(guó)家戰(zhàn)略性、新興產(chǎn)業(yè)急需的計(jì)量新技術(shù)研究，以計(jì)量新技術(shù)支撐國(guó)家戰(zhàn)略、“質(zhì)量興檢”和標(biāo)準(zhǔn)提升。加強(qiáng)測(cè)量校準(zhǔn)能力及服務(wù)能力的持續(xù)提升。加強(qiáng)國(guó)際比對(duì)，豐富和完善量值傳遞和溯源體系，實(shí)現(xiàn)國(guó)家計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和測(cè)量校準(zhǔn)能力的國(guó)際等效和互認(rèn)數(shù)量及質(zhì)量的新跨越。

總之，科技要發(fā)展，計(jì)量須先行；沒有計(jì)量寸步難行。計(jì)量是基礎(chǔ)，計(jì)量須創(chuàng)新，這是時(shí)代發(fā)展的要求?；貞涀蛱?，立足今天，展望明天，計(jì)量還需大發(fā)展。

本文刊發(fā)于《中國(guó)計(jì)量》雜志2021年第11期

原標(biāo)題：我們?yōu)槭裁葱枰?jì)量科學(xué)(節(jié)選)