計量科學(xué)技術(shù)是基礎科學(xué)，是應用科學(xué)，同時(shí)也是先導性科學(xué)。在新興科技領(lǐng)域產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程中，往往需要新的計量基準、標準的建立。因此，加強計量科學(xué)技術(shù)基礎研究，對各學(xué)科的研究和經(jīng)濟建設、社會(huì )發(fā)展有著(zhù)重要的意義。

計量的基礎作用是什么

計量學(xué)是研究一切有關(guān)測量的理論和實(shí)踐問(wèn)題的科學(xué)。其內容包括研究確定計量單位和單位制、計量單位的復現方法和建立基準、標準體系、量值傳遞和溯源方法，誤差理論及測量結果的質(zhì)量保證。我們知道，事物的性質(zhì)是由質(zhì)和量?jì)煞矫鎭?lái)體現的。經(jīng)驗表明，科學(xué)研究往往是由定性的觀(guān)察開(kāi)始的，最后以理論來(lái)表述。通過(guò)數學(xué)表達是對自然規律最嚴謹的描述，沒(méi)有定量的實(shí)驗觀(guān)測便難以證明這種表達的正確性，這一點(diǎn)在物理學(xué)中表現得尤其突出。所以，計量學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)的發(fā)展關(guān)系密切。
自然科學(xué)的發(fā)現為技術(shù)發(fā)展奠定了基礎。但技術(shù)成果若沒(méi)有可供工程計算的基本數據就不可能進(jìn)行工程設計，也不可能形成規模生產(chǎn)的能力，不言而喻，測量是獲取基本數據必不可少的手段?，F代化生產(chǎn)是專(zhuān)業(yè)分工的社會(huì )化生產(chǎn)，產(chǎn)品要有互換性，要求對工藝過(guò)程進(jìn)行嚴格的控制以保證產(chǎn)品性能的一致性，保證產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)過(guò)程中的測量和控制。不可能像手工作業(yè)憑經(jīng)驗操作，而要求對多學(xué)科工藝參數進(jìn)行在線(xiàn)的甚至隨機的測量和控制。在商品的制造生產(chǎn)中，要求低投入多產(chǎn)出，提高勞動(dòng)效率、節約原材料，即降低投入與多產(chǎn)出比兩大方面。顯然生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化是當前提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率的主要途徑，而節約原材料和能源除了有賴(lài)于設計和工藝方法的改進(jìn)，還與生產(chǎn)過(guò)程的控制有關(guān)，自動(dòng)測量不但替代了人的感官功能，并且在靈敏度、量程以及忍受的環(huán)境條件方面早已超出人類(lèi)感官的范圍，有些人類(lèi)尚無(wú)法感覺(jué)到的物質(zhì)和現象，我們可用傳感器探測出來(lái)。所以測量是人類(lèi)獲取生產(chǎn)過(guò)程信息的唯一途徑。

計算機的出現推動(dòng)了第三次工業(yè)革命。20世紀90年代以來(lái)，由于計算機和光通信技術(shù)的迅速發(fā)展，引起了世界范圍以“信息革命”為時(shí)代標志的科技大進(jìn)軍。信息科學(xué)是獲取信息、傳遞信息和處理信息的科學(xué)。人們獲取信息，甚至對自然的認識，是由感性到理性，由定性到定量的過(guò)程?，F代科學(xué)對自然的探索主要靠更精密、更靈敏、更高級的傳感器技術(shù)及測量?jì)x器定量而精確地獲得信息。例如，對遙遠的星際發(fā)出的脈沖波譜需要進(jìn)行準確的定量分析；對醫學(xué)診斷中應用的核磁共振需要極高準確度的頻率測量；對微小的脫氧核糖酸（DNA）也需要進(jìn)行精確的測序。所有這些測量使用的儀器都必須通過(guò)計量校準，從確保其測量結果的準確可靠性來(lái)講，計量科學(xué)技術(shù)是準確獲取信息的基礎和保證。

計量與當代最前沿科學(xué)技術(shù)有著(zhù)密切互動(dòng)關(guān)系。當代基礎性研究在繼續依靠科學(xué)家創(chuàng )造性思維的同時(shí)，越來(lái)越依靠于復雜、精密、宏大的實(shí)驗系統和科學(xué)測量手段。20世紀60年代對宇稱(chēng)不守恒理論的驗證，就是應用美國標準與技術(shù)研究院（NIST）的計量?jì)x器設備完成的，從實(shí)驗證實(shí)了宇稱(chēng)不守恒的理論。在物理學(xué)方面，牛頓力學(xué)自奠基以來(lái)得到不斷的完善，揭示出各種物理量之間的關(guān)系，這些關(guān)系是以長(cháng)度、時(shí)間和質(zhì)量3個(gè)量為基本量，以量綱形式來(lái)表述的。但在作量的表述時(shí)，隨著(zhù)所采用的基本單位不同而需要引入不同的系數。自1780年法國提出米制作為單位制基礎以來(lái)，米制因為以十進(jìn)制為基礎，顯示出較其他單位制的優(yōu)越性。同時(shí)法國也以當時(shí)較為先進(jìn)的方法，建立了復現單位制的基準，米制逐漸也被其他國家所釆用。除了長(cháng)度、質(zhì)量和時(shí)間外，溫度、電流、光強和物質(zhì)的量也是基本單位，再由這7個(gè)基本單位導出其他物質(zhì)的量?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史證明，計量與基礎科學(xué)研究和高新技術(shù)的關(guān)系從來(lái)就是相輔相成的，彼此交叉，互相促進(jìn)、共同發(fā)展的。

本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2021年第11期

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作者：中國計量科學(xué)研究院?盧敬叁