計量工作芻議

姚 霞

（青海省檢定測試所，青海 西寧 810000）

在經(jīng)濟社會中，追求經(jīng)濟效益是許多工作的出發(fā)點和目標。計量的經(jīng)濟效益除檢定、檢測的顯性效益外，主要體現(xiàn)在維護正常的經(jīng)濟、市場秩序，保證公平的交易，打破技術(shù)性國際貿(mào)易壁壘，提高產(chǎn)品質(zhì)量，正確評定科研、科技水平上。據(jù)統(tǒng)計，在工業(yè)化國家，測量活動對國民生產(chǎn)總值（GNP）的貢獻占4～6%，計量的投入/效益比達到1/(5～37)。計量對保證產(chǎn)品質(zhì)量、可靠、安全方面起著重要作用。所以，一些精明的企業(yè)家認為，計量是“造錢的機器”，加強計量是企業(yè)“降低成本，最容易實現(xiàn)的一種手段。”

美國科學家羅伯特·惠特說：“作為一個物理學家，我在工作中一直都遇到計量學問題。但直到今天才明白，計量學是現(xiàn)今‘關(guān)鍵’技術(shù)中最關(guān)鍵的一種。”“與我們教科書讀到的相反，計量學不是簡單地保存在容器中的一根金屬尺或質(zhì)量，它是物理學中一個生機勃勃的領(lǐng)域，它對我們的技術(shù)基礎(chǔ)和國家競爭力至關(guān)重要。”

計量涉及到各經(jīng)濟領(lǐng)域，并與人民的生活安全息息相關(guān)。老百姓的出門七件事，柴、米、油、鹽、醬、醋、茶，涉及商用衡器（如電子計價秤）準確與否；水表、電表、燃油、燃氣(煤氣)、出租車里程、電訊電話的計程計時計價，關(guān)系到誠信、公平、公正；涉及人們身體健康，表征人的生命現(xiàn)象的血壓、血球、心律脈搏、心、腦、血管等生理指標監(jiān)測醫(yī)療衛(wèi)生計量儀器的測量、診斷，關(guān)系到老百姓及人類的生命安全；建筑材料拉力、建筑物回彈應力及基礎(chǔ)建設，關(guān)系到工程質(zhì)量安全的百年大計；飛機、火車、電梯、鍋爐、電站的發(fā)電及高速運行，關(guān)系到安全生產(chǎn)；對有毒、有害氣體、粉塵、水質(zhì)污染、電離輻射防護的測試，化害為利的環(huán)境改造監(jiān)測計量儀器，煤炭、石油、天然開采、地下水、溫泉、熔巖、巖漿、風能、熱能、海浪等自然能源資源的利用，以及地球科學、宇宙探測使用的計量儀器關(guān)系到有限地利用、保護自然資源，為人類生存而創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境；在計算機產(chǎn)業(yè)、黑色和有色冶金行業(yè)、新能源、環(huán)境科技、國防建設等都非常需要計量科學技術(shù)。在高科技的航天領(lǐng)域，計量上的任何微小差錯，都會導致整個航天工程的失敗，造成巨大的經(jīng)濟損失。正所謂“差之毫厘，失之千里”。

雖然人人需要計量，處處利用計量，但計量的意義和作用卻很少為因計量受益的人們所認識和理解。這是國際組織把每年的5月20日作為世界計量日的原因之一。我國政府非常重視計量工作，在1986年7月1日就施行了《中華人民共和國計量法》，以法的形式保障計量工作。

計量的發(fā)展，大體上可分為三個階段。

（1）古典階段。古典階段是以權(quán)力和經(jīng)驗為主的初級階段，沒有或者沒有充分的科學依據(jù)。作為最高依據(jù)的計量基準，多用人體的某一部分、動物的絲毛或某種能力、植物果實、樂器以及物品等。例如，我國古代的“布手知尺”、“掬手為升”、“十發(fā)為程”、“十程為分”；英國的“碼”，是英王亨利一世將其手臂向前平伸，從其鼻尖到指尖的距離；英尺是查理曼大帝的腳長；英畝是二牛同扼一日翻耕土地之面積，等等。

（2）經(jīng)典階段。從世界范圍看，1875年“米制公約”的簽定，可認為是經(jīng)典階段的開始。隨著科學技術(shù)的進步和社會生產(chǎn)力的發(fā)展，計量基準已開始擺脫利用人體、自然物體等的原始狀態(tài)，進入了以科學為基礎(chǔ)的發(fā)展階段。由于科技水平的限制，這個時期的計量基準都是在經(jīng)典理論指導下的宏觀器具或現(xiàn)象。例如，根據(jù)地球子午線長度的1/4的1/10 000 000，用鉑銥合金制造的長度基準米原器；根據(jù)1立方分米的水在其密度最大時的溫度下的質(zhì)量，用鉑銥合金制造的質(zhì)量單位基準千克原器；根據(jù)兩通電導線之間產(chǎn)生的作用力而定義的電流單位安培；根據(jù)地球圍繞太陽的轉(zhuǎn)動周期而確定的時間單位秒；等等。

這類宏觀實物基準，隨著時間的推移，由于物理的、化學的以及使用中的磨損等原因，難免發(fā)生微小的變化。另外，由于原理和技術(shù)的限制，該類基準的準確度亦難以大幅度提高，以致不能滿足日益發(fā)展的社會需要。于是便提出了建立更穩(wěn)定、更精確的新型計量基準的課題。

（3）現(xiàn)代階段。現(xiàn)代階段的基本標志是由經(jīng)典理論為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)為量子理論為基礎(chǔ)，由宏觀實物基準轉(zhuǎn)為微觀量子基準。建立在量子理論基礎(chǔ)上的微觀自然基準，或稱量子基準，比宏觀實物基準優(yōu)越的多，更精確、更穩(wěn)定可靠。因為，根據(jù)量子理論，微觀世界的量，只能是躍進式的改變，而不可能發(fā)生任意的微小變化；同時，同一類物質(zhì)的原子和分子都是嚴格一致的，不隨時間和地點而改變。這就是微觀世界的所謂穩(wěn)定性和齊一性。量子基準就是利用了微觀世界所固有的這種穩(wěn)定性和齊一性而建立的。迄今為止，國際上已正式確立的量子基準有長度單位米基準、時間單位秒基準、電壓單位伏特基準和電阻單位歐姆基準。