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關(guān)于我國(guó)計(jì)(測(cè))量事業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略的思考

發(fā)布時(shí)間:2021-11-29 作者:中國(guó)計(jì)量大學(xué) 宋明順 來源:中國(guó)計(jì)量 瀏覽:2327

作者簡(jiǎn)介:
宋明順,中國(guó)計(jì)量大學(xué)校長(zhǎng)、教授、博士;中國(guó)計(jì)量戰(zhàn)略專家咨詢委員會(huì)委員,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化專家委員會(huì)委員,國(guó)防科技工業(yè)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)委員,中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng),中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng),浙江省質(zhì)量協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織電子商務(wù)交易保障標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(ISO/TC321)主席。主要從事計(jì)量學(xué)、質(zhì)量管理、標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和社會(huì)服務(wù)工作。

隨著全面建設(shè)小康社會(huì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),我國(guó)開啟了建設(shè)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國(guó)夢(mèng)的新征程。國(guó)家強(qiáng),計(jì)量必先強(qiáng)。只有計(jì)量強(qiáng),感知靈,測(cè)量準(zhǔn),才能支撐起國(guó)家高科技創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。數(shù)字化時(shí)代,量子化變革,深度影響計(jì)量事業(yè)的未來發(fā)展,“數(shù)量化”(即數(shù)字化、量子化)是新時(shí)代計(jì)量發(fā)展的大勢(shì)并將成為計(jì)量的基本特征;面對(duì)百年未有之大變局和西方列強(qiáng)對(duì)核心技術(shù)的“關(guān)、卡、壓”,基礎(chǔ)創(chuàng)新、艱苦創(chuàng)新、持續(xù)創(chuàng)新成為新時(shí)期我國(guó)科技創(chuàng)新發(fā)展新內(nèi)涵;國(guó)家高質(zhì)量發(fā)展對(duì)測(cè)量產(chǎn)業(yè)“高、大、上”的迫切需求與測(cè)量產(chǎn)業(yè)“低、小、散”的現(xiàn)狀,測(cè)量產(chǎn)業(yè)“補(bǔ)鏈”“強(qiáng)鏈”的要求從未如此強(qiáng)烈。面對(duì)新趨勢(shì)、新形勢(shì)和新挑戰(zhàn),我國(guó)計(jì)(測(cè))量事業(yè)要引領(lǐng)新趨勢(shì)、破解新難題、創(chuàng)造新優(yōu)勢(shì),真正擔(dān)負(fù)起貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展先行者的使命,在未來五到十年制定和實(shí)施下列計(jì)劃則十分關(guān)鍵。


一、“強(qiáng)計(jì)”計(jì)劃

能否提出一個(gè)“加強(qiáng)計(jì)量學(xué)基礎(chǔ)研究”的計(jì)劃(簡(jiǎn)稱“強(qiáng)計(jì)”計(jì)劃)。因?yàn)橛?jì)量學(xué)屬于戰(zhàn)略性研究,一定要與國(guó)家戰(zhàn)略相吻合,這一點(diǎn)非常重要。目前國(guó)家正在相關(guān)高校和研究單位實(shí)施“加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究”計(jì)劃(簡(jiǎn)稱“強(qiáng)基”計(jì)劃),只有加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究,才有可能從根本上趕超世界強(qiáng)國(guó),否則想整體超越是很困難的。計(jì)量學(xué)是基礎(chǔ)科學(xué),所以我們能不能提出個(gè)“強(qiáng)計(jì)”計(jì)劃。眾所周知,計(jì)量學(xué)主要屬于物理科學(xué)的范疇,也包括數(shù)學(xué)、化學(xué),英國(guó)的計(jì)量院是國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)。德國(guó)的計(jì)量院是國(guó)家物理技術(shù)研究院(PTB)。PTB設(shè)在高斯的故鄉(xiāng)不倫瑞克,高斯是偉大的物理學(xué)家、偉大的數(shù)學(xué)家,同時(shí)也是偉大的計(jì)量學(xué)家。俄羅斯計(jì)量院是以偉大的化學(xué)家門捷列夫命名的,同時(shí)他也是俄羅斯計(jì)量院首任院長(zhǎng),還是一位偉大的化學(xué)計(jì)量專家。法國(guó)米制委員會(huì)的主要成員拉普拉斯是偉大的天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家,拉格朗日是偉大的數(shù)學(xué)家,拉瓦錫是偉大的化學(xué)家。所以,計(jì)量學(xué)的屬性是基礎(chǔ)科學(xué),在測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域要取得突破性進(jìn)展和測(cè)量?jī)x器的跨越式發(fā)展,沒有堅(jiān)強(qiáng)的計(jì)量學(xué)基礎(chǔ)是難以實(shí)現(xiàn)的。在國(guó)家大力實(shí)施“強(qiáng)基”計(jì)劃的今天,實(shí)施“強(qiáng)計(jì)”計(jì)劃,既是對(duì)“強(qiáng)基”計(jì)劃的支撐,又順應(yīng)了計(jì)量學(xué)發(fā)展的時(shí)代要求。 

二、“碳計(jì)量”計(jì)劃

我國(guó)將力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。無論是碳達(dá)峰還是碳中和,基礎(chǔ)是碳計(jì)量,碳的排放量測(cè)不出或測(cè)出了但測(cè)不準(zhǔn),碳達(dá)峰和碳中和都無從談起。碳達(dá)峰、碳中和,碳計(jì)量要先行,重點(diǎn)是建立生物計(jì)量體系,核心是植物計(jì)量。為此,建議國(guó)家制定和實(shí)施“碳計(jì)量”計(jì)劃,計(jì)劃的重點(diǎn)是建立起碳排放的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系,核心是植物、動(dòng)物的排碳、吸碳及放氧計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系,使碳匯、碳稅、碳交易、碳中和、碳認(rèn)證有科學(xué)、正確的計(jì)量值可依。同時(shí),積極與《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》締約國(guó)計(jì)量同行合作,使我國(guó)的碳計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)體系成為國(guó)際上承認(rèn)的主流碳排放計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。

三、“補(bǔ)鏈”計(jì)劃

測(cè)量?jī)x器,尤其是高端測(cè)量?jī)x器,基本上都依賴進(jìn)口,當(dāng)國(guó)外限制時(shí),測(cè)量?jī)x器斷鏈?zhǔn)潜厝坏摹膰?guó)家的視角,我們必須補(bǔ)上測(cè)量?jī)x器的產(chǎn)業(yè)鏈;從企業(yè)的視角,就是要補(bǔ)上測(cè)量?jī)x器生產(chǎn)的供應(yīng)鏈。建議國(guó)家出臺(tái)扶持測(cè)量?jī)x器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“補(bǔ)鏈”計(jì)劃,對(duì)研究和生產(chǎn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的測(cè)量?jī)x器全方位實(shí)施扶持、支持和保護(hù)政策。我國(guó)多數(shù)測(cè)量?jī)x器研制機(jī)構(gòu)研制的測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確度很高,可靠性、穩(wěn)定性也很好,但產(chǎn)業(yè)化很難,因?yàn)樗麄冄兄频臏y(cè)量?jī)x器既沒有產(chǎn)業(yè)鏈又沒有供應(yīng)鏈,所有的零配件都要自己去生產(chǎn),生產(chǎn)成本很高,價(jià)格必然高于國(guó)際同類產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)用戶都買國(guó)外的產(chǎn)品,導(dǎo)致高端測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)幾乎都被外國(guó)產(chǎn)品占領(lǐng),一旦出口受限,勢(shì)必?cái)噫湣K?,建議國(guó)家出臺(tái)“補(bǔ)鏈”計(jì)劃,鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)測(cè)量?jī)x器產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

四、“感知”計(jì)劃

人類社會(huì)發(fā)展已進(jìn)入數(shù)字時(shí)代,數(shù)字的核心是測(cè)量數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)要全、要準(zhǔn),核心是傳感器。人工智能,“智”體現(xiàn)在傳感上;物聯(lián)網(wǎng),萬(wàn)物互聯(lián),聯(lián)的是數(shù)據(jù),感知的是數(shù)據(jù)。傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)元,所以物聯(lián)網(wǎng)也稱感知網(wǎng)。只有測(cè)得全、測(cè)得準(zhǔn)、測(cè)得快,才會(huì)有算力,才會(huì)有智能。所以,數(shù)字時(shí)代的基礎(chǔ)技術(shù)之一是測(cè)量傳感技術(shù)。數(shù)字化賦能、智能互聯(lián),遇到的一個(gè)共同問題就是感知不行,數(shù)據(jù)感知不全、不快、不準(zhǔn),亦即我國(guó)的測(cè)量傳感技術(shù)相對(duì)落后。建議國(guó)家制定實(shí)施“感知”計(jì)劃,出臺(tái)政策鼓勵(lì)各類傳感技術(shù)的研發(fā)和現(xiàn)代傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為我國(guó)數(shù)字政府、數(shù)字社會(huì)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。

五、“數(shù)傳”計(jì)劃

數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,正導(dǎo)致傳統(tǒng)的量值傳遞方式發(fā)生變革。建議國(guó)家制定“數(shù)字量值傳遞”計(jì)劃(簡(jiǎn)稱“數(shù)傳”計(jì)劃),將量值傳遞和溯源由實(shí)物比對(duì)、檢定和校準(zhǔn),改為數(shù)據(jù)比對(duì)、檢定和校準(zhǔn),將儀器在路上送來送去,改為數(shù)據(jù)在網(wǎng)上傳來傳去。邊緣計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等技術(shù)已經(jīng)比較成熟,再加上我國(guó)特有的5G網(wǎng)絡(luò)和北斗導(dǎo)航系統(tǒng),為我國(guó)實(shí)施“數(shù)傳”計(jì)劃奠定了技術(shù)基礎(chǔ),也構(gòu)成了我國(guó)開展“數(shù)傳”工作的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。建議國(guó)家盡快制定“數(shù)傳”計(jì)劃、出臺(tái)“數(shù)傳”政策、實(shí)施“數(shù)傳”工程,在國(guó)際上率先建立國(guó)家“數(shù)傳”體系,為國(guó)際計(jì)量科學(xué)的發(fā)展,提供中國(guó)方案和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn),主導(dǎo)數(shù)字量傳領(lǐng)域的國(guó)際發(fā)言權(quán)。 
              

六、“秒制”計(jì)劃

國(guó)際單位制的變革,除了“量子化”“常數(shù)化”的特點(diǎn)外,就是“秒制化”的特點(diǎn)了。這次新國(guó)際單位制中的7個(gè)基本單位,除了物質(zhì)的量摩爾外,其他5個(gè)量的單位都是以時(shí)間“秒”為基礎(chǔ)的,實(shí)際上時(shí)間是基本量中的核心量,而且“秒”的復(fù)現(xiàn)精度是所有單位中最高的,理論上可達(dá)到阿秒。眾所周知,國(guó)際單位制起源于“米制”,“米制”是以長(zhǎng)度量單位“米”為基礎(chǔ)構(gòu)建的,至今國(guó)際計(jì)量局還保留有“國(guó)際米制委員會(huì)”。基于這一點(diǎn),新的國(guó)際單位制的頒布實(shí)施,從某種意義上說進(jìn)入了“秒制”時(shí)代。一個(gè)國(guó)家的計(jì)量水平,在某種程度上體現(xiàn)在“秒”的復(fù)現(xiàn)水平,量值傳遞、溯源水平體現(xiàn)在“秒”的傳遞、溯源水平,一國(guó)的量值傳遞的“扁平化”程度和水平取決于該國(guó)的“秒制化”程度和水平。為此建議國(guó)家制定“秒制”計(jì)劃,加大科技力量投入,建立時(shí)間頻率國(guó)家量傳體系,除了提高基準(zhǔn)原子鐘的準(zhǔn)確度外,要研制各種等級(jí)的原子鐘,尤其是便攜式、可移動(dòng)式高精度原子鐘的研制,在全國(guó)布設(shè)科學(xué)合理的授時(shí)站點(diǎn),建立國(guó)際上首個(gè)國(guó)家時(shí)間頻率量值傳遞和溯源體系,保證量值傳遞在國(guó)際上率先進(jìn)入“扁平化”時(shí)代。成立國(guó)家“秒制”委員會(huì),并發(fā)起成立“國(guó)際秒制委員會(huì)”,發(fā)出新單位制的中國(guó)強(qiáng)音,引領(lǐng)國(guó)際計(jì)量新發(fā)展。

七、“單增”計(jì)劃

所謂“單增”計(jì)劃就是增加新國(guó)際單位制單位的計(jì)劃,即將基本單位由原來的7個(gè),增加到8個(gè)或更多。國(guó)際單位制的基本單位以物理量為主,后來根據(jù)化學(xué)發(fā)展的需要,增加了一個(gè)化學(xué)量的基本單位。信息科學(xué)雖然屬于物理學(xué)范疇,但人類已發(fā)展至數(shù)字時(shí)代,從物理世界的工業(yè)文明進(jìn)入數(shù)字世界的數(shù)字文明,衡量信息量、數(shù)字量或數(shù)據(jù)量的單位“比特”( bit)或 “字節(jié)”(Byte),無論是手機(jī)流量、計(jì)算機(jī)內(nèi)存和硬盤存量,還是網(wǎng)絡(luò)傳輸量和速度,“比特”( bit)或 “字節(jié)”(Byte)可以說是家喻戶曉的事實(shí)上的國(guó)際單位,其他7個(gè)基本量無法導(dǎo)出這個(gè)單位,是時(shí)候?qū)⑵浼{入國(guó)際計(jì)量單位制單位,而且應(yīng)是國(guó)際單位制中的基本單位。同樣,心理學(xué)的發(fā)展,出現(xiàn)了許多的測(cè)量問題,是無法用現(xiàn)在的國(guó)際單位來定量表述的,也需要增加相應(yīng)的國(guó)際單位。另外,現(xiàn)在碳匯、碳中和、碳認(rèn)證、碳交易、碳稅等都離不開碳計(jì)量,這與許多植物的碳氧排放、吸收有關(guān),也可能需要增加新的國(guó)際計(jì)量單位,才能滿足這一領(lǐng)域發(fā)展的需要,所以在生物計(jì)量領(lǐng)域增加國(guó)際單位也是計(jì)量科學(xué)發(fā)展的需要。

因此,建議國(guó)家制定“單增”計(jì)劃,在國(guó)內(nèi)推出這些領(lǐng)域的法定計(jì)量單位,然后向國(guó)際計(jì)量局、國(guó)際計(jì)量委員會(huì)提出增加這些領(lǐng)域國(guó)際單位的建議。國(guó)際單位制是不斷變革的,國(guó)際單位也在不斷地增加和調(diào)整,所以我們應(yīng)該抓住社會(huì)需求,適時(shí)地提出我國(guó)自己的主張和建議,在國(guó)際單位制的建設(shè)和發(fā)展中體現(xiàn)中國(guó)方案,做出里程碑式的歷史貢獻(xiàn)。


本文刊發(fā)于《中國(guó)計(jì)量》雜志2021年第11期 作者:中國(guó)計(jì)量大學(xué) 宋明順
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