把握變革機(jī)遇努力并道超車(chē)

4位院士呼吁高度重視國(guó)際單位制變革帶來(lái)的影響

“這是200年來(lái)，中國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)第一次與發(fā)達(dá)國(guó)家站在同一個(gè)起跑線上?！?——中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)副校長(zhǎng)尤政

“這對(duì)于我們建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)和工業(yè)強(qiáng)國(guó)，是一個(gè)絕好的機(jī)遇，是一個(gè)天賜良機(jī)?！?——中國(guó)工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密儀器工程研究院院長(zhǎng)譚久彬

“隨著測(cè)量準(zhǔn)確度的極大提升和量值傳遞的扁平化，對(duì)于提升我國(guó)產(chǎn)品的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，具有重大意義?！?——中國(guó)工程院院士金國(guó)藩

“量值溯源鏈條更短后，尤其對(duì)測(cè)量需求高的用戶(hù)非常方便，可以直接使用最高的基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)定義，對(duì)于在科學(xué)界、工業(yè)界、軍工界和提升人民生活質(zhì)量方面推廣意義巨大?！?——中國(guó)工程院院士、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院首席研究員李天初

□ 本報(bào)記者 史玉成

今年的5月20日世界計(jì)量日，是國(guó)際單位制（SI）自1960年創(chuàng)建以來(lái)的標(biāo)志性時(shí)刻。從這一天開(kāi)始，全世界將采用新的國(guó)際單位制，7個(gè)基本單位——時(shí)間單位“秒”、長(zhǎng)度單位“米”、質(zhì)量單位“千克”、電流單位“安培”、溫度單位“開(kāi)爾文”、物質(zhì)的量單位“摩爾”和發(fā)光強(qiáng)度單位“坎德拉”——全部改由常數(shù)定義。

這項(xiàng)重大變革，標(biāo)志著其定義將不再與實(shí)物關(guān)聯(lián)，保證了SI以其長(zhǎng)期穩(wěn)定性和環(huán)宇通用性，開(kāi)啟了任意時(shí)刻、任意地點(diǎn)、任意主體根據(jù)定義復(fù)現(xiàn)單位量值的大門(mén)。可以說(shuō)，這是人類(lèi)科學(xué)進(jìn)步的里程碑。

在世界計(jì)量日到來(lái)前夕，中國(guó)質(zhì)量報(bào)記者專(zhuān)訪了中國(guó)工程院院士金國(guó)藩，中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)副校長(zhǎng)尤政，中國(guó)工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密儀器工程研究院院長(zhǎng)譚久彬，以及中國(guó)工程院院士、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院首席研究員李天初。在談到新國(guó)際單位制啟用帶來(lái)的影響時(shí)，4位院士都呼吁我國(guó)應(yīng)該高度重視并把握住這次“根本性飛躍”的機(jī)遇，使我國(guó)在科技、工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)并道超車(chē)。

2018年5月28日，在中國(guó)科學(xué)院第十九次院士大會(huì)、中國(guó)工程院第十四次院士大會(huì)上，習(xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)：“我們比歷史上任何時(shí)期都更需要建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)！”在譚久彬看來(lái)，建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)，首先必須建設(shè)世界儀器強(qiáng)國(guó)，建設(shè)世界儀器強(qiáng)國(guó)是建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)的必備基礎(chǔ)和前提條件。

有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，世界上72%的物理學(xué)獎(jiǎng)、81%的化學(xué)獎(jiǎng)、95%的生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)都是借助于相關(guān)尖端儀器完成的。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的分析報(bào)告曾指出：“美國(guó)國(guó)內(nèi)儀器產(chǎn)值僅占工業(yè)總產(chǎn)值的4%，但對(duì)國(guó)民生產(chǎn)總值（GNP）的拉動(dòng)作用則達(dá)到了66%?！边@反映了儀器技術(shù)“四兩撥千斤”的作用。

曾經(jīng)負(fù)責(zé)過(guò)科技部重大科學(xué)儀器項(xiàng)目研究的金國(guó)藩告訴記者，目前，我國(guó)只能生產(chǎn)中低檔的儀器，高端儀器都是購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的。近年來(lái)，我國(guó)每年購(gòu)買(mǎi)科學(xué)儀器的花費(fèi)就超過(guò)400億元。“我們的儀器達(dá)不到高端要求，主要還是穩(wěn)定性、可靠性較差，這其中與計(jì)量的關(guān)系很大?！彼f(shuō)。

“目前，我國(guó)從頂級(jí)的基準(zhǔn)級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)級(jí)儀器到產(chǎn)品級(jí)測(cè)量?jī)x器的量值傳遞鏈上，存在‘中間一公里’和‘最后一公里’的盲區(qū)，同時(shí)測(cè)量?jī)x器體系還存在碎片化?！弊T久彬以幾何量測(cè)量為例說(shuō)，我國(guó)國(guó)家計(jì)量院現(xiàn)有工程參量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)80個(gè)，而德國(guó)有123個(gè)?？傮w上看，我國(guó)現(xiàn)有的計(jì)量測(cè)試體系無(wú)法完全支撐起龐大的制造業(yè)，特別是高端裝備制造、智能制造和強(qiáng)基工程的發(fā)展。

那么，新的國(guó)際單位制啟用后，到底會(huì)帶來(lái)哪些變化呢？據(jù)李天初介紹，今后最重要的變化，首先是基本單位的定義和復(fù)現(xiàn)方法分離，即使以后出現(xiàn)新技術(shù)，不必修改定義，就可以做到復(fù)現(xiàn)的變革；其次，不依賴(lài)實(shí)物基準(zhǔn)后，量值的傳遞實(shí)現(xiàn)了扁平化，最高基準(zhǔn)可以直接傳遞到用戶(hù)，中間環(huán)節(jié)傳遞的誤差損失很小且非常經(jīng)濟(jì)。

“量值傳遞扁平化以后，生產(chǎn)一線上的儀器和量具就可以復(fù)現(xiàn)最高基準(zhǔn)，這對(duì)于我們重新梳理和構(gòu)建測(cè)量手段、測(cè)量能力，研究新的測(cè)量技術(shù)，進(jìn)而提升我國(guó)的產(chǎn)品質(zhì)量，大有好處?！弊T久彬在談到國(guó)際單位制變革帶來(lái)的機(jī)遇時(shí)非常興奮，他認(rèn)為，過(guò)去我國(guó)在測(cè)量能力上的短板不用再一點(diǎn)點(diǎn)補(bǔ)齊，而是要利用好扁平化的優(yōu)勢(shì)，盡快建立我國(guó)新的測(cè)量體系?！鞍l(fā)達(dá)國(guó)家也有重建、改建測(cè)量體系的過(guò)程，如果我們抓好這次機(jī)遇，將極大地縮短追趕距離，甚至在很多方面能實(shí)現(xiàn)趕超。”他說(shuō)。

對(duì)此，尤政也十分贊同?！爸袊?guó)的工業(yè)革命時(shí)間比較短，盡管我們一直奮力追趕，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家的長(zhǎng)期積累相比還是差距較大。國(guó)際單位制實(shí)現(xiàn)量子化后，可以說(shuō)他們之前的基礎(chǔ)技術(shù)優(yōu)勢(shì)好比‘清零’了，新的測(cè)量技術(shù)將應(yīng)運(yùn)而生，大家又重新回到了同一個(gè)起跑線上?！?/p>

當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。如何以“鼎新”帶動(dòng)“革故”，金國(guó)藩建議，不但要關(guān)注計(jì)量基準(zhǔn)的量子化、基準(zhǔn)傳遞的扁平化，而且要重視計(jì)量基準(zhǔn)的芯片化。同時(shí)，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院應(yīng)該拓展研究領(lǐng)域，如加強(qiáng)太赫茲、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量技術(shù)與儀器、納米光學(xué)等的研究。此外，還要緊盯計(jì)量在國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等中的應(yīng)用。

譚久彬告訴記者：“德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院（PTB）等一些研究單位，幾年前就已經(jīng)開(kāi)始了新一代計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與儀器的小型化、微型化和芯片化研究，以便于嵌入到在線測(cè)量系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，以提高在線（臨床）測(cè)量系統(tǒng)的精度、制造裝備的精度和產(chǎn)品質(zhì)量，目標(biāo)是將研究成果在企業(yè)生產(chǎn)線上進(jìn)行驗(yàn)證?！?/p>

據(jù)李天初介紹，計(jì)量是現(xiàn)代國(guó)家的質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施。中國(guó)在此次國(guó)際單位制變革中，為基本單位溫度（開(kāi)爾文）、物質(zhì)的量（摩爾）的修訂作出了重要貢獻(xiàn)。同時(shí)成功研制了真空質(zhì)量測(cè)量和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)傳遞裝置，可以保障未來(lái)我國(guó)質(zhì)量量值與國(guó)際等效一致?！皣?guó)際計(jì)量界下一個(gè)變革的對(duì)象將是修改秒定義，很可能將用光學(xué)頻率取代微波頻率來(lái)定義秒?！彼f(shuō)。

“當(dāng)前，我們要盡快將計(jì)量基準(zhǔn)研究的先進(jìn)成果與核心技術(shù)掛鉤，相信在下一輪的競(jìng)爭(zhēng)中，計(jì)量將成為引領(lǐng)我國(guó)發(fā)展的重要力量?！睆氖铝硕嗄陜x器研究的“計(jì)量人”尤政，眼中充滿了使命感和信心。

《中國(guó)質(zhì)量報(bào)》