世界计量日
发布时间：2018/8/2 13:54:21
1875年5月20日，17个国家在法国巴黎签署了“米制公约”，这是一项在全球范围内采用国际单位制和保证测量结果一致的政府间协议。100多年来，国际米制公约组织对保证国际计量标准的统一、促进国际贸易和加速科技发展发挥了巨大作用。1999年，第二十一届国际计量大会把每年的5月20日确定为“世界计量日”。计量是支撑社会、经济和科技发展的重要基础。现代计量包括科学计量、法制计量和工程计量。科学计量是研制和建立计量基标准装置，提供量值传递和溯源的依据；法制计量是对关系国计民生的重要计量器具和商品计量行为依法进行监管，确保相关量值准确；工程计量是为全社会的其他测量活动进行量值溯源提供计量校准和检测服务。1999年10月11日至15日第21届国际计量大会在法国巴黎国际计量局召开，为了使各国政府和公众了解计量，鼓励和推动各国计量领域的发展，加强各国在计量领域的国际交流与合作，大会确定每年5月20日为世界计量日，并得到国际法制计量组织的认同。[1] 1875年5月20日是20个国家中的17个全权代表签订了闻名世界的《米制公约》。该“公约”及其附则，促成了各签字国共同出经费办常设的科学机构，即国际计量局（BIPM），局址确定在法国。这就是米制的摇篮。国际计量局由国际计量大会（CGPM）和科学专家委员会即“国际计量委员会”（CIPM）管辖。其目的是保证“米制的国际间的统一和发展”。从2000年5月20日起，世界各国开始了宣传世界计量日一系列活动[3] 。国际法制计量组织（OIML）在2001年OIML主席理事会上宣布，鼓励各国的国家计量机构利用5月20日世界计量日开展活动。“世界计量日”的确定，使人类对计量的认识跃上一个新的高度，也使计量对社会的影响进入一个新的阶段。
众所周知，科学技术是人类生存和发展的一个重要基础。没有科学技术，便不可能有人类的今天。其实，计量本身就是科学技术的一个重要的组成部分。任何科学技术，都是为了探讨、分析、研究、掌握和利用事物的客观规律；而所有的事物都是由一定的“量”组成，并通过“量”来体现的。为了认识量并确切地获得其量值，只有通过计量。比如，哥白尼关于天体运行的学说，是在反复观察的基础上提出的，并在伽利略用天文望远镜进行了进一步观测之后而确立的；著名的万有引力定律，被牛顿的敏锐观察所揭示，并在百余年后经卡文迪许的精密测试而得到了确认；爱因斯坦的相对论，也是在频率精密测量的基础上才得到了一定的验证；李政道、杨振宇关于弱相互作用下宇称不守恒的理论，也是吴健雄等人在美国标准局（金标准技术研究院）进行了专门的测试才验证的。总之，从经典的牛顿力学到现代的量子力学，各种定律、定理，都是经过观察、分析、研究、推理和实际验证才被揭示、承认和确立。计量正是上述过程的重要技术基础。
历史上三次大的技术革命，都充分地依靠了计量，同时也促进了计量的发展。
以蒸汽机的广泛应用为主军标志的第一次技术革命，导致以机器为主的工厂取代了以手工为基础的作坊，使生产力得以迅速提高，进而确立了资本主义的生产方式。当时，经典力学和热力学是社会科技发展的重要理论基础。在蒸汽机的研制和应用的过程中，都需要对蒸汽压力、热膨胀系数、燃料的燃烧效率、能量的转换等进行大量的计量测试。力学计量和热工计量，就是在这种情况下发展起来的。另外，机械工业的兴起，使几何量的计量得到了进一步的发展。
以电的产生和应用为基本标志的第二次技术革命，更加推动了社会的发展。欧姆定律、法拉第电磁感应定律，以及麦克斯韦电磁波理论等，为电磁现象的深入研究和广泛应用、电磁计量和无线电计量的开展，提供了重要的理论基础。例如，1821年西贝克发现的热电效应，为热电偶的诞生奠定了理论基础；而各种热电偶的研制成功，则对温度计量、电工计量、以及无线电计量等提供了一种重要手段，促进了相应科技的发展。为了实际测量地球运动的相对速率，迈克尔逊等人利用物理学的成就，研制出了迈克尔逊干涉仪，从而为长度计量提供了一个重要方法。1892年，迈克尔逊用镐光（单色红光）作为干涉仪的光源，测量了保存于巴黎的铂铱合金基准米尺的长度，获得了相当准确的结果（等于1 553 163.5个红光波长）。直至百余年后的今天，利用各种干涉仪精密测量长度，仍然是几何量计量的一种重要方法。普朗克关于能量状态的量子化假说，指出物体在辐射和吸收能量时，其带电的线性谐振子可以和周围的电磁场交换能量,以致能从一个能级跃迁到另一个能级状态，并且能量子的能量为?E=hυ（式中h——普朗克常数，υ——频率）。爱因斯坦在普朗克假说的基础上，提出了光不仅具有波动性，而且还具有粒子性，即光是以速度c运动的粒子（光子）流，其单元（光子）的能量为?E=hυ，从而说明不同频率的光子具有不同的能量。上述理论成功地解释了光电效应，成了热辐射计量的理论基础，同时也使计量开始从宏观进入微观领域。随着量子力学、核物理学的创立与发展，电离辐射计量逐渐形成。
核能及化工等的开发与应用，导致了第三次技术革命。在这个时期，科学技术和社会经济的发展更加迅速。原子能、化工、半导体、电子计算机、超导、激光、遥感、宇航等新技术的广泛应用，使计量日趋现代化，计量的宏观实物基准逐步向量子（自然）基准过渡。原子频标的建立和米的新定义的形成,有着相当重要的意义。频率和长度的精密测量，促进了现代科技的发展。比如，光速的测定、原子光谱的超精细结构的探测以及航海、航天、遥感、激光、微电子学等许多科技领域，都是以频率和长度的精密测量为重要基础的。至于人们广泛谈论和关注的所谓第四次技术革命，将引起科技、经济和社会的重大变革，人类将进入“超工业社会”或“信息社会”。那时，不可再生的石化燃料能源将替换成可再生的太阳能、海潮发电等新能源，钢铁、机械、橡胶等传统产业将被电子工业、宇航工程、海洋工程、遗传工程等新兴产业所征服，等等。这场技术革命的先导是微电子学和计算机，而集成电路又可以说是先导的核心。集成电路的研制，没有相应的计量保证是不可想象的。比如，硅单晶的几何参数、物理特性，超纯水、超纯气的纯度，化学试剂、光刻胶的性能，膜层厚度、层错位错，离子注入深度、浓度、均匀度以及工艺监控测试图形等的测定与控制，都是精密测量。当前，我国集成电路研制尚比较落后，计量工作跟不上是其中的原因之一。总之，科学技术的发展，特别是物理学的成就，为计量的发展创造了重要的前提，同时也对计量提出了更高的要求，推动了计量的发展；而计量的成就，又促进了科技的发展。正如门捷列夫所说：“没有计量，便没有科学”。聂荣臻同志也曾明确指出：“科技要发展，计量须先行”；“没有计量，寸步难行”。生产计量对工业生产的作用和意义是很明显的。社会化大生产的本身就要求有高度的计量保证。生产的发展，大体上可分为三个阶段，即以经验为主的阶段，半经验、半科学阶段和科学阶段。计量则是科学生产的技术基础。从原材料的筛选到定额投料，从工艺流程监控到产品的品质检验，都离不开计量。例如，一辆普通的载重汽车有9000多个零件，由上百个工厂生产，若没有一定的计量保证，就无法装配成功。某地方中型钢铁厂轧钢板的耗油量，原来是每吨300余公斤，后来由于对废气、空气量、燃烧供热量以及温度等进行了计量监控，结果使能耗下降到每吨40公斤。原先，某钢厂的冶金炉，所用的重油燃料靠人工经验控制，根本不计量；为了火旺，总是多投料，结果燃烧不彻底，黑烟滚滚，既多耗油，又污染环境，以致连年亏损。后来，安装了计量仪表，对燃料进行了监控，使加油量保持在最佳值，既节约了油料，又减少了污染，同时还提高了炼钢效率，结果很快就出现了扭亏为盈的新局面。某玛钢厂是我国生产玛钢制品的第一大厂。过去，能耗一直居高不下，是当地耗能的重点户。为摸清原因，该厂对十余种主要设备进行了热平衡测试，并取得了大量数据，从而计算出设备热平衡和能耗的基本关系，初步掌握了能源利用的规律，找出了能耗严重的主要原因并相应地安装了监测仪表。例如，退火窑的热效率原约为8%，监测控制后则提高到12%以上，退火时间由60小时降到35小时，一年就节煤近2 000吨、节电26 000余千瓦小时（度）。结果，一年下来，全厂的用水量下降了21%，节电约600 000千瓦小时，综合能耗下降了约10%，产值提高了22%。近几年，国外经济发达国家，把优质的原材料、先进的工艺装备和现代的计量检测手段，视为现代化生产的三大支柱。其实，优质原材料的制取与筛选、先进工艺装备的配备与流程的监控，也都离不开计量测试。例如，国外先进生产线的产品品质高，次、废品少或几乎没有，其中重要的因素就是充分利用了在线测量与监控技术。至于所谓的柔性生产（制造）系统，更需要现代计量检测手段的技术保证。至于农业生产，特别是现代化的农业生产，亦必须有计量保证。例如，为了科学种田，就必须通过计量来掌握土壤的酸碱度、盐分、水分、有机质和氮、磷、钾的含量以及温度等。在盐水选种、温汤或药剂浸种、适温催芽和离心脱水等过程中，亦都要靠一定的计量保证。电离辐射育种，是近几年发展起来的一项重要增产措施。我国已用该法培育出了许多农作物新品种，其中鲁棉一号可使棉花大面积地成倍增产。利用电离辐射实现农产品和食物的防腐保鲜，亦是新兴辐射加工工业的一个重要方面。所有这些，都需要相应的计量保证，否则不仅达不到预期的效果，而且会造成不应有的损失。另外，在田间管理上，也离不开计量。例如，既要合理密植，又要间作套种，这就需要对植株光合作用的照度等进行必要的计量。事实充分表明，科学生产和技术革新，都离不开计量测试。计量对人民生活的意义是相当明显的。生产过程的计量不容忽视，生活中的计量则更应关注。它直接触动人们的切身利益，而且有时非常敏感。例如，日常买卖中的计量器具是否准确，家用电表、煤气表和水表是否合格，以至公共交通的时刻是否准确等，都会对人们的生活产生一定的影响。民以食为天。粮食是生活的必需品，任何人都离不开它。粮食的品质直接关系到人们的健康。在粮食生产的过程中，施化肥可以增产，洒农药可以除虫。但化肥和农药大多对人体有害，必须控制在一定的剂量之内，否则将会导致积累性中毒，造成严重的后果。某些农药，如六六六等，许多国家，包括我国，已明令禁止使用。近几年来，一些发达国家在积极探索完全不使用化肥和农药的新式农业，即所谓的“生态农业”，很值得关注。倘能成功并予以推广，将会对人类的生存和发展产生深远的影响。食品的保鲜，是人们越来越关注的一个问题。医学界已经证明，粮食及其制品，发霉变质会产生黄曲霉素，人和动物食用后容易致癌。另外，食品在加工过程中，往往要加入一些添加剂，如色素、味素、防腐剂等，都应对其进行必要的计量检测，以控制用量，否则会导致不良后果，危害人们的健康。所以，粮食及其制品的生产、贮存和加工，都离不开计量。副食品，特别是水产品、肉、蛋和蔬菜的冷冻保鲜，人们已普遍采用。对此，温度的控制很重要，温度过低会对食品的色、香、味甚至营养起破坏作用；温度过高则不易保存。这也只有通过相应的计量才能予以保证。近几年，城市的各种污染日益严重，几乎成了难以根除的公害。世界各国，特别是比较发达的国家，对环境保护都相当重视。其中，关键的一环，就是进行有效的计量监测与控制，诸如对大气、水质及噪声等。至于水和空气对人生的重要性，是不言而喻的。社会调查表明，一些水质良好、空气新鲜的地区，特别是山区，人们的平均寿命较长；相反地，水质不好、空气污染严重的地区，人们的发病率较高，寿命普遍较低。近几年，通过对空气的计量测试，发现当空气中的负离子浓度较大时，会感到空气格外新鲜，对人们有一定的医疗保健作用。这也是往往将休养所、疗养院、保健院等建于山区、林中或海滨、湖畔的原因之一。在医疗卫生方面，计量测试的作用亦越来越明显。现代医学对疾病的预防、诊断和治疗，都离不开计量测试。例如，测量体温、血压，作心电图、脑电图以及各种化验等，皆是常见的计量测试。对于癌症，人们都很关注，是目前死亡率最高的疾病之一。据美国专家的估计，大约总人口的1/4，在其一生中可能患有各种癌症。当然发病与否，患病的程度各不相同。如今，有的国家癌症患者已逾百万。其中，约70%的患者接受放射线治疗，但治愈者仅40%左右。这里，要求肿瘤部位所受到放射线照射的剂量准确到±5%。因为，剂量小了，不足以抑制和杀伤癌细胞；剂量大了，则会使患者遭受不应有的损伤。这也只有靠计量来保证。
在自然科学的发展中，计量工作是人们正确认识自然现象、掌握自然规律、验证科学预见不可缺少的手段。例如，美籍华人吴建雄博士就是通过精密测量，用实验方法在美国国家标准技术研究院的实验室里验证了世界著名物理学家诺贝尔奖获得者李政道和杨振宁二位博士所提出的弱相互作用下的宇称不守恒理论。在生命现象、引力波、地球科学、材料学、信息学等研究中，都需要精密的计量测试。在工业生产中，不仅一般零部件的加工、安装需要计量测试手段。在信息高速公路、高层建筑、高速电梯的建设中，在光纤的生产、激光器件的制造和大地测量以及大规模集成电路的生产中，对几何量、折射率分布、带宽等参数的计量测试不确定度也在不断地提高要求。在医疗卫生中，计量不准往往会造成人身事故。放射治疗肿瘤，X射线和γ射线的剂量大小与治疗效果有着密切关系。[5]
如果射线剂量超过标准，患者好的组织就会被烧伤或损坏，如果射线剂量不足，则达不到治疗效果。分光光度计不准，会造成肝功能的分析结果不可靠等等。计算机产业、黑色和有色冶金行业、新能源、环境科技的开发与生产、国防建设等都需要计量科学技术。计量不但涉及到各经济领域，也与人民的生活和安全息息相关。在航天、航空、航海、导航、采矿、地震、电力、石化、轻纺、运输、气象、通信等方面，计量都起到了重要的保证作用。
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