“今年我關注的是國際(jì)單位製變革相關的話題。此次國際單位製變革,是一個改寫教科書式的變化,是(shì)人類科學發展進步中的一座裏程碑。”3月5日,記者在委員駐地見到全國政協委員、中國計量科學研究院院長方向時,還沒在(zài)沙發上坐(zuò)穩,他就向記者介(jiè)紹起了自己今年的兩會提案。
作為計量科技領域的“網紅”人物,一談起這個話題,方向的語氣和眼(yǎn)神裏(lǐ)難掩興奮,“這是人們認識自然改造自然的一個基本製度、一個(gè)基本方法的改(gǎi)變。”也正是基於國際單位製變革(gé)帶來的重大影響,他今年(nián)帶來的提案內容是加快構建國家先(xiān)進測量體係。
一次改寫教科書式(shì)的變革
從1967年第13屆國際度量衡大會(huì)實現對秒的重新定義,到2018年第26屆國(guó)際計量大會全票通過了關於“修訂國際單位製(SI)”的1號決議,至此國際計量單位製的7個基本單位全部實現由常數定義。方向說,新定義徹底顛覆了人(rén)類測量活動采用實物基準(zhǔn)的曆史,全麵開啟了以量子基準為核心的現代“先進測量”時代。世界測量技術規則(zé)將(jiāng)實現重(chóng)構,國際計量體係正發(fā)生曆史性重大變革,由此帶(dài)來的影(yǐng)響(xiǎng)廣泛而深遠。“可(kě)以想象(xiàng),依托時間頻率實現的量值傳遞,使得我們今天在北京複現的量值,和我們的子孫後代未來在火星上複現的量值(zhí)將是一致的。”
方向說,國際單位製的全麵重新定義,被評價(jià)為“改(gǎi)寫教科書的巨大變革”和“自法國大革命以來測量科(kē)學最大的革(gé)命”。也正是因此,美國國家(jiā)標準與技術研究院2016年就啟動了一項旨在超前布局、實(shí)現美國全(quán)麵領先的(de)行動計劃,即芯片上的國(guó)家計量院(yuàn),並已經將最新技術成果首先應用於軍事領域;2018年12月(yuè),美國總統(tǒng)特朗普又簽署了《國家量子(zǐ)倡議法(fǎ)案》,其中將投入4億美元用於研究量子計量技術和測量標準。歐盟於2016年啟動“量子技術旗艦”計劃(huá),將量子計量和傳感作為四大優先發展領域(yù)之一,並預測將在5年內得(dé)到應用。英國專門成立了先進量(liàng)子計量研究院(yuàn),加強(qiáng)對量子計量標準研究。在亞洲(zhōu),日本和韓國也都(dōu)投入巨資(zī),競相開展(zhǎn)相關計量研究。由此,全球發達國家和區域都已競相布局(jú)全新(xīn)的、以量子計量為核心的(de)各國現代“先進測量體係”。
“整體來看,在(zài)我國對於國際計量單位製重新定義帶來的巨大發展機遇尚未得到應有重視(shì)。”方向介紹說,近年來,在各有關部(bù)門的支持和努力下,我國不斷加大(dà)量子計量基準的(de)研究,已實現“秒”“米”、電學量等國際單(dān)位製的新定義,並在(zài)本輪溫度單位“開爾文”重新定義(yì)等方麵作出重大貢獻,先後被(bèi)授予多項國家(jiā)科技進步一等獎。但圍繞國家現代先進測量(liàng)體係的係(xì)統性布局(jú)顯著不足,相關(guān)計量基礎技術和設施還很薄弱,核心關(guān)鍵技(jì)術還未全(quán)麵突破;軍民融合發展、產業創新發展的格局遠未形(xíng)成。
中國計量迎來了“並(bìng)道超車”的機會
“按照此前的(de)測量方式,如果將來人類登錄(lù)火星後需(xū)要稱重(chóng),還要把國際千克原(yuán)器帶到火星上去比對校準(zhǔn)。”方向說,過去(qù)依靠實物(wù)測(cè)量,測量標準和工具是分離的,此次國際單位製變革最顯著的(de)特點就(jiù)是(shì)未來的所有測量活(huó)動都將不再(zài)依賴於實物基準,而是通(tōng)過網絡傳輸技術、依托高準確時間頻率基準信號(hào),實現無處不在的準確測量。集(jí)多參量、高精度於一體的芯片級綜合測量,不受環境幹擾無需校(xiào)準的實時測量均將成為可能,進而催生整個測量體係的全麵創新。
“過去連彎道(dào)都很(hěn)少(shǎo)有,哪(nǎ)裏來的超(chāo)車機會?”方向說,過去我們很多高端產業儀器基本全靠進口,因為(wéi)在(zài)傳統的物理測(cè)量領域,發到國家的工業化程度很高,發展曆史很長,具有先(xiān)天的優勢,我們經常處於追趕和跟跑的狀態。但是現在不(bú)一樣了,國際單位製變革(gé)讓我們站在了(le)同一個(gè)起跑(pǎo)線上,我認為隻有並道跑,才有更多的超越機會(huì)。”方(fāng)向說,通過嵌入芯片級量子計量基準,把最高測量精(jīng)度直接賦予製(zhì)造設備並(bìng)保持長(zhǎng)期穩定,將為新一輪工業革命提供有(yǒu)力支撐。高穩定、強可靠、自(zì)適應、多功能、低消(xiāo)耗的先進測量技術將為人工智能提供(gòng)可(kě)靠的感知,必(bì)將促進儀器儀表(biǎo)產業的顛覆(fù)性創新發展,也將為現代科技(jì)和軍事發展提供新的契機(jī)。
方向(xiàng)說(shuō),我國計量科技近年來發展迅(xùn)速,獲得國(guó)際互認的校準和測量能力已躍居全球第三、亞洲(zhōu)第一;我國自主可控的國家時間基準達到3500萬年不差一秒,長度量子基準達到每米誤差不多於(yú)50納米,都(dōu)躋身(shēn)世界領先行列。“但是必須(xū)承認,我們目前的科研和國際一流水平還(hái)有不小的差距(jù),計量科研工作(zuò)者(zhě)要克服浮(fú)躁情緒,繼續埋首潛心科研。”他說。
“計量事關國家安(ān)全、產業發(fā)展、基(jī)本民生,其發展從來都不應該隻是計量部門自己的事。”方向說,基於國際單位製變革帶來的重大戰略機遇,在今(jīn)年的提(tí)案中,圍繞(rào)建(jiàn)立國家戰略體係、專項科研資金支持、改革體(tǐ)製機製等提出(chū)了3點建議(yì)。
一是高度重視國際計量單(dān)位製(zhì)全麵重新(xīn)定義帶來的重大發展機遇,將(jiāng)以量子計量基準為核心的國家先進測量體係作為國家科技基礎設施發展的優先領域,納入國家重大戰略,並作為重點列入新一輪(lún)國家科技中長期發展規劃。
二是在國家重(chóng)點研發計劃(huá)中,設立專項或重點(diǎn)支持量子計量基準、量子計量標準的核心技(jì)術研究,突破一批核心關鍵(jiàn)計量測試技術,盡快建立具有自主(zhǔ)知識產權的測量標準和其他技(jì)術標準,支撐“國家先進測量體(tǐ)係”建設。
三是建立國家先進測量體(tǐ)係推進機(jī)製,大力發展(zhǎn)以量子基準為核(hé)心的先進測量技術、測量設備,並優先應用於“計量軍(jun1)民一體化建設工程”,實現自主可控,牢牢把握發展(zhǎn)先機,推動計量與產業的深度融合。
當天的政府工作報告中,李(lǐ)克強總理提出要(yào)強化質量基礎(chǔ)支撐(chēng),推動標準與國際先進水平對(duì)接,提(tí)升產品和服務質量,讓(ràng)更(gèng)多用戶選擇中國製造、中國服務。
“國際單位製變革就是強化質量基礎的一個重要環節,也給了我(wǒ)們一個強化質量基礎(chǔ)的重要機(jī)遇(yù)。”方向(xiàng)認為,作為國(guó)家(jiā)質量基礎設施,計量、標準、認證認可、檢驗檢測的重要性不(bú)言而喻,必須持續加大支持力度,走在前列。同時,計量準確又是標準、檢驗檢測等工作開展的前提,是基礎的基(jī)礎,隻有統一準確的(de)計量,才有可能保證測量活動(dòng)的量值準確可靠,才能確保一切經濟社會活(huó)動的高標準和高質量。
計量(liàng)教育也要從娃娃抓(zhuā)起(qǐ)
習近平總書記在2016年(nián)召開的全國科技創新(xīn)大會上指出,科技創新(xīn)、科學普及是(shì)實現科技創新的(de)兩翼,要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置。
幹了20多年計量(liàng)工作的方向,始終將計量(liàng)科普放在心(xīn)上。2018年,在電視(shì)節目《國家寶藏》裏擔任國寶“商鞅方升”現代守護(hù)人的方向,成為(wéi)了名副其實的“網紅”,這給了他推動計(jì)量科普(pǔ)的新思考,他去年提交了的第一份提案就(jiù)是關於加強計(jì)量科普的內容,今年的(de)聚(jù)焦點依舊在此。
“現在教科書中(zhōng)涉及到計量內容的,大多是(shì)高中和大學的教材,對計量科普來說,這遠(yuǎn)遠不夠,應該在孩子小時候就(jiù)接觸(chù)認知相關的內容。”談及計量科普,方向語氣稍顯嚴肅。
“推進計量科普工作要靠方方麵麵,改革後的國際單位製將在今年5月20日(rì)世界計量(liàng)日當天開(kāi)始正式使用,這(zhè)是一個(gè)宣傳的重要窗口(kǒu)期。”方向說,計量科普不能想起來就做一次,要借助各(gè)種各樣的大(dà)眾傳播媒介(jiè)和科(kē)普活動,實(shí)現常態化傳播,“今後有機會我還(hái)會參加(jiā)一些有利於推廣計量科普的(de)節目。”
在方向看來,計量科普麵臨的另一個(gè)難題是,如何利用有限的資金、有限的資源、有限的空間實現常態化(huà)的科(kē)普。“以實驗室為(wéi)例,科研專家要在緊張繁忙的工(gōng)作之餘抽出一定的時(shí)間、犧牲一定的科研資源來進行科普工作,這兩者如何平衡是一(yī)個重要的問題。”據方向介紹,作為中國的國家計量院,中(zhōng)國計量院在推廣計量科普過程中始終不遺餘力,將來會通過常態化的開放日活動和建立計量科學館等舉(jǔ)措,在保證計量科研不受影響的前提下,讓各個實驗(yàn)室、每一個實驗區,都有一個科普基地,有一些互動設(shè)施和互動實(shí)驗。讓每一個青少年進去以後都能感知(zhī)到計量科技的(de)魅力。此外(wài),還(hái)將在專項經費和考核機製等工作中加大(dà)對科普工作的支持(chí)和傾斜力度。
“計量科普是(shì)一個(gè)很漫長的過程,但是隻(zhī)要一步步做起來,就一定會見成效(xiào)。”方向語氣堅定地說。
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