前言
1875年5月20日(rì),17個國家(jiā)的代表在法國巴黎簽署了政府間協議《米製(zhì)公約(yuē)》,成立了米製公約組織。自(zì)此,世界上成立時間最早、致(zhì)力於國際計量科技合作的政府間組(zǔ)織成立,一(yī)個用以保(bǎo)證全球測量準(zhǔn)確一致的永久性國際框架正式形成(chéng)。
今天,該組織已擁有包括所有主要工業化(huà)國(guó)家在內的55個正式成員國和34個附屬成(chéng)員經濟體,而實際上,全世界(jiè)每個國(guó)家的人民都是這一框架的直接受益(yì)者。137年來,計量,也從最初僅以米和千克作為參考(kǎo)標準,到現在延伸至生命科(kē)學、納米技術等諸多新興(xìng)和高(gāo)科技領域進行(háng)複雜(zá)問題的(de)探(tàn)索;從最初主要服務於工業生產和(hé)貿易,到(dào)如今為(wéi)應對氣候變化、醫療健康、節能環保(bǎo)等領域人類麵臨的全球(qiú)性挑戰提供至關重要的科技支撐。
為紀念《米製公約》的簽署,5月20日被定為世界計量日。為(wéi)慶祝這個日子,國際(jì)計量局(BIPM)自2000年起發起了(le)“世界計量日”活動,先後選擇中小企業、健康、環境(jìng)、體育、商業、科技、化學、安(ān)全等為主題,與國際法製(zhì)計量組織(OIML)及某些國家計量院合作,設計發布海報,並自(zì)2005年起發表局長致辭(cí),授權各國的國家計量院(yuàn)翻(fān)譯成本國語言版本。
本文(wén)選擇了2007年以(yǐ)來的曆年世(shì)界計(jì)量(liàng)日進(jìn)行綜述,借此傳遞國際計量工作者們的心聲:誠摯邀請全球《米製公(gōng)約》的受益者與我們一(yī)起,慶祝一個多世紀以來,在計量支撐下的,世界科學(xué)技術和經濟社會(huì)發展的光輝成就,讓(ràng)越來越多的人了解計量在生活的方方麵麵所發揮的通常不為人知的重要作用(yòng)。
“世界計量(liàng)日(rì)”主(zhǔ)題綜述
2012年:計量保障安(ān)全(We measure for your safety)
2011年:化(huà)學(xué)測量,為了美好生活和未來(Chemical measurements,for our life,our future)
聯合國教科文組織(UNESCO)和國際理論和應用化學聯合會(IUPAC)共同將2011年定為“國(guó)際化學年”,以(yǐ)慶祝這一學(xué)科的(de)發展及其對於人類社會的貢獻。正(zhèng)好(hǎo),2011年(nián)也(yě)是諾貝爾化學獎第一(yī)次授予女性??居裏夫人100周年。為此(cǐ),2011年的(de)國際計量日沿(yán)用了“國際化學年”的主題??“為了美好生(shēng)活和未來”。
化學計(jì)量是個(gè)充滿挑(tiāo)戰和發(fā)展潛力的研究領域,與社(shè)會的可持續發(fā)展和人類的生命質(zhì)量息息相關(guān)。例如,在氣候變(biàn)化問題上,準(zhǔn)確的測量數據是實(shí)現溫室氣體長期(qī)監測、了解它們在輻射和氣候變化模型中的應用以及監測減災活動成(chéng)效的一個先決條(tiáo)件。在食品安全領域,一(yī)係列與食品安(ān)全有關的(de)分析,如汙染物分析、添加劑(jì)分(fèn)析、農藥(yào)獸藥殘留分(fèn)析等全部依賴於計量科研人員建立的(de)標準物質和標(biāo)準方法,準確的測量為食品符合安全標準提供科學的數據支(zhī)撐。在能源領域,人類共同的目標(biāo)是提高能效、降低汙染。碳排放的測量已成為重要的研(yán)究領域;生物燃(rán)料,由於其組成比傳統的礦物質燃料複雜得多,要求有一係列新的標準物質(zhì)和測量方法來支持其質量控製和貿易。
所有已知的物質都是由(yóu)純化學元素或者幾種化學元素構成的化合物組成的。我們不但要去(qù)測量數以千計的化合物,而且其濃度(dù)範(fàn)圍如今可以小到十億分之幾,甚至萬億分之幾……化學計量將是國際計量科技工作者們麵臨的一個艱巨且富有樂趣的挑戰!
2010年:科技中的測量??科技創新之橋(Measurements in Science and Technology??a bridge to innovation)
2010年,時任國際計量局局長Andrew Wallard博士說:“作為一名計量學家的幸福之一,就是計量始終帶我領略科學的前沿”。在2000年《米製公約》簽署125周年(nián),美國能源部部長、一度也(yě)從(cóng)事過與計量(liàng)有關科學研究的朱棣文教授曾說過這(zhè)樣一句(jù)話:“準確的測(cè)量是物理學的核心,就我個人的經驗而言(yán),新的物理發現(xiàn)就(jiù)將始於下一個小數位”。
計量與(yǔ)科(kē)技創新互為支撐。一方麵,科技進步不斷為計量研究提供新的科學理論和先進的實驗手段。比如激(jī)光這個(gè)物理學的奇特發(fā)現,也(yě)是計量學(xué)中的技術創新,計量學家用激光幹涉技術實現了對長度的精確(què)測量,並最終形成了現行的基於激光波長的“米”定義。另一方麵,高準確度的測量是科學實(shí)驗的重要因素。例如愛因(yīn)斯坦的“相對論”就來自科學(xué)實驗,其實驗的準(zhǔn)確性就依賴於計量。
計量與科(kē)技創新的密切關係還(hái)可從一個世紀以來諾貝爾獎研究成果與計量的關聯中得(dé)到證明。馮?克裏青因發現量子化霍爾效(xiào)應獲得1985年諾貝爾物理學(xué)獎,基於該效應建立的量子化霍爾電阻基準與傳統的實物電(diàn)阻(zǔ)受溫度(dù)、濕(shī)度等環境(jìng)影響不同,完全建立在基本(běn)物理常(cháng)數之上,理論上沒有誤差。埃瑞尼斯特?魯斯卡等因研製出掃描隧道顯微鏡(STM)獲得1986年度諾(nuò)貝爾物理學獎。STM的應用使人們對微觀領域一(yī)係列新科學(xué)技術的探索,如納米電子學(xué)、納米材料學、納米顯微學、表麵科(kē)學、納米生物學、納米機械(xiè)學(xué)等,成為可能。朱棣文等因在用激光(guāng)冷卻並俘獲原子方麵所作的貢獻獲得1997年諾貝爾物理學獎。原子冷卻和囚禁技術應用於時間頻(pín)率基準??激光冷卻銫原子噴泉鍾的建立。
未來,納米、新(xīn)能源(yuán)、新材料、生物等高技術和新產業的(de)興起將(jiāng)更加迫切的要求與(yǔ)之相適應的、能解決複雜問題的測量技術產生。
2009年(nián):商(shāng)業中的測(cè)量(Measurements in Commerce)
出口國出具的其產品各項指標的測量數據(jù)如何得到進口國的認可?精密製造商如何能精確加工各類規格的產品並完成(chéng)產品測(cè)試?去加油的司機(jī)為什麽相信所(suǒ)加(jiā)的油沒有缺斤短兩(liǎng)?這(zhè)些都(dōu)依賴於(yú)計量。
除提供(gòng)準確的測(cè)量數據和先進的測量技術(shù)外,計量對於商業與貿易的一個重要作用是實現了國家(jiā)之間測量能力的互相承認,並在此基礎上實現了國家之間(jiān)測(cè)量數據的互認。這(zhè)一互認有助於消除貿易壁壘(lěi),幫助各國政府在更廣泛的商業(yè)和管理領域開展互(hù)信合作。
1999年10月,38個米製公約成員國國家計量院的(de)院長和2個國際組(zǔ)織的代表在國際計量(liàng)局(BIPM)簽署(shǔ)了國際計量委員會(CIPM)發起的《國家計(jì)量基(標(biāo))準和國家計量院簽發的校準與測量證書互認協議》。該協(xié)議旨在建立由各國國家(jiā)計量院所保存的國家計量基(標)準的等(děng)效度,提供國家計量院所簽發的校準和測量證書的互認,從而(ér)為政府和其他各方在簽署國際貿(mào)易、商業和法務(wù)協(xié)議時提供可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。其核心內容是在國際計量局的主持下,由國際計量委員會10個谘詢委員會(CIPM CCs)負責,並由(yóu)各區域計量組織(zhī)(RMOs)配合,有計劃地開展以米製公約成員國計量院為主體的計量基(標(biāo))準(zhǔn)的國際比對,從而給出各國基(標)準的等效度(dù)。自實施以來,國際計量互認協議發展迅速,目前共有84個(gè)國家和(hé)地區以及3個國際組織的87個(gè)機構簽署(shǔ)了該協議,對於消除國際貿易技術壁壘發揮了重要作用。
2008年:體育中的測量??沒有測(cè)量(liàng),就(jiù)沒有競賽(Measurement in Sport??no games without measurement)
2008年是北京奧(ào)運年,因此中國計(jì)量科學研究院有幸參與了這一年世界計量日的(de)海報製作。這一年我們要傳遞的信息是:計量對於現代(dài)體育和運動員們很重要!
測量,輔以現代攝像技術,在運動員成績(jì)的判定方麵發揮了巨大作用:徑賽中(zhōng)百分(fèn)之一秒的落後就讓(ràng)選手丟掉(diào)冠軍,而田賽中1毫米的差距就是金牌(pái)與銀牌(pái)的區別;同(tóng)時還要考慮場地的(de)環境條件,使得運動員不因風速或溫度而獲得優勢或劣勢,使得競賽中使用的設備,無(wú)論是杠鈴、賽車,還是足球,都經過了仔細的檢(jiǎn)查。另外,高新技術也不斷為體(tǐ)育拓展新的極限,我們(men)可以看到用先(xiān)進材料製(zhì)造的撐竿跳高的撐竿、賽艇和(hé)劃槳,以及優雅而神速的輕量級自(zì)行車。正如19世紀80年代(dài)碳纖維首次被用於高爾夫運動那樣,體育永遠(yuǎn)歡(huān)迎新技術的加盟。
體育競賽背後的各種(zhǒng)計量(liàng)科技中,最困難和最有爭議的也許就是興奮劑(jì)檢測。在(zài)這方麵,國際計量局(BIPM)、世界反興奮劑組織(WADA)和澳大利亞國(guó)家計(jì)量(liàng)院(NMIA)合作,組織了興奮劑測量的國際比對,參加這些國際比對(duì)的國家計量院在興(xìng)奮劑測量方麵的測量能力得到了全球認可。這項活動保證了,如果興奮劑檢(jiǎn)測(cè)是由這些經過認可的、測量能力獲得全球互認(rèn)的高水平研究機構進行的,那麽,其測(cè)量結果就具(jù)有很高的可(kě)信度。
正是計量,保(bǎo)證著我們對競賽公平的信心。
2007年:環境中的測量(Measurements in Environment)
2007年的世(shì)界(jiè)計量日選擇了一個全球性熱點問題??環境問題。環境保護涉及許多技術,但可以確定的是,精密測量在為氣候變化的預測和原(yuán)因解釋提供可靠數據方麵,的確發揮著不可替代(dài)的作用。
與氣候變(biàn)化或環境問題有(yǒu)關的測量往往(wǎng)異常複雜。因為,它(tā)們涉及對大量空氣或液體中存在的(de)微量氣體或汙染物的測量,尤其是當要測量的物(wù)質(zhì)與其他物質(zhì)發生相互作用時,測量就變得極其困難。
環境測量的準確性依賴於各國計量院建立的標準物質和(hé)測(cè)量(liàng)方(fāng)法。例如,世界氣象組織(WMO)建立了“全球大氣監測(Global Atmosphere Watch)”活動(dòng),一是由若幹國家計(jì)量院為其提供溫(wēn)室氣(qì)體的標準物質;二是世(shì)界氣象(xiàng)組織參加了國(guó)際(jì)化學谘詢委員會(CCQM)組織(zhī)的一項溫室氣體在大氣中濃度測量的研究性比對,其中,二氧化碳的測量結果顯示出非常好的一致性(xìng),而甲烷的測量結果(guǒ)有些差異,WMO相應地進行了修正。
2006:健康中的計量(Measurement in Health)
2005:中小企業(Small and Medium Enterprises)
2004:體育(yù)世界(jiè)中的計量(Metrology in the World of Sport)
2003:無
2002:家(jiā)居內外的計量(Metrology in and around the Home)
2001:國際單位製(SI)導出單位(SI Derived units)
2000:國際(jì)單位(wèi)製(SI)基本(běn)單位(SI Base units)
結束語
經過10餘年的發展,世(shì)界計量日已得到越來越多(duō)國家和國際組織的(de)關注與參與,成為越來越有影(yǐng)響力的(de)全球性活動。值此2012年世(shì)界計量日來臨之際,我們希望讓(ràng)平時或許很少接觸計(jì)量的人們了解這一學科,了解計量(liàng)為我們(men)的生活所做(zuò)的一切。
2012年(nián)宣傳海報
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