計(jì)量科學(xué)技術(shù)是基礎(chǔ)科學(xué)，是應(yīng)用科學(xué)，同時(shí)也是先導(dǎo)性科學(xué)。在新興科技領(lǐng)域產(chǎn)生和發(fā)展的過程中，往往需要新的計(jì)量基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的建立。因此，加強(qiáng)計(jì)量科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)研究，對(duì)各學(xué)科的研究和經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展有著重要的意義。

計(jì)量的基礎(chǔ)作用是什么

計(jì)量學(xué)是研究一切有關(guān)測(cè)量的理論和實(shí)踐問題的科學(xué)。其內(nèi)容包括研究確定計(jì)量單位和單位制、計(jì)量單位的復(fù)現(xiàn)方法和建立基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)體系、量值傳遞和溯源方法，誤差理論及測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量保證。我們知道，事物的性質(zhì)是由質(zhì)和量?jī)煞矫鎭眢w現(xiàn)的。經(jīng)驗(yàn)表明，科學(xué)研究往往是由定性的觀察開始的，最后以理論來表述。通過數(shù)學(xué)表達(dá)是對(duì)自然規(guī)律最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿枋觯瑳]有定量的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)便難以證明這種表達(dá)的正確性，這一點(diǎn)在物理學(xué)中表現(xiàn)得尤其突出。所以，計(jì)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(xiàn)為技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但技術(shù)成果若沒有可供工程計(jì)算的基本數(shù)據(jù)就不可能進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，也不可能形成規(guī)模生產(chǎn)的能力，不言而喻，測(cè)量是獲取基本數(shù)據(jù)必不可少的手段?，F(xiàn)代化生產(chǎn)是專業(yè)分工的社會(huì)化生產(chǎn)，產(chǎn)品要有互換性，要求對(duì)工藝過程進(jìn)行嚴(yán)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)過程中的測(cè)量和控制。不可能像手工作業(yè)憑經(jīng)驗(yàn)操作，而要求對(duì)多學(xué)科工藝參數(shù)進(jìn)行在線的甚至隨機(jī)的測(cè)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(jié)約原材料，即降低投入與多產(chǎn)出比兩大方面。顯然生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化是當(dāng)前提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率的主要途徑，而節(jié)約原材料和能源除了有賴于設(shè)計(jì)和工藝方法的改進(jìn)，還與生產(chǎn)過程的控制有關(guān)，自動(dòng)測(cè)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感官的范圍，有些人類尚無法感覺到的物質(zhì)和現(xiàn)象，我們可用傳感器探測(cè)出來。所以測(cè)量是人類獲取生產(chǎn)過程信息的唯一途徑。

計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)推動(dòng)了第三次工業(yè)革命。20世紀(jì)90年代以來，由于計(jì)算機(jī)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(biāo)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(duì)自然的認(rèn)識(shí)，是由感性到理性，由定性到定量的過程?，F(xiàn)代科學(xué)對(duì)自然的探索主要靠更精密、更靈敏、更高級(jí)的傳感器技術(shù)及測(cè)量?jī)x器定量而精確地獲得信息。例如，對(duì)遙遠(yuǎn)的星際發(fā)出的脈沖波譜需要進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析；對(duì)醫(yī)學(xué)診斷中應(yīng)用的核磁共振需要極高準(zhǔn)確度的頻率測(cè)量；對(duì)微小的脫氧核糖酸（DNA）也需要進(jìn)行精確的測(cè)序。所有這些測(cè)量使用的儀器都必須通過計(jì)量校準(zhǔn)，從確保其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠性來講，計(jì)量科學(xué)技術(shù)是準(zhǔn)確獲取信息的基礎(chǔ)和保證。

計(jì)量與當(dāng)代最前沿科學(xué)技術(shù)有著密切互動(dòng)關(guān)系。當(dāng)代基礎(chǔ)性研究在繼續(xù)依靠科學(xué)家創(chuàng)造性思維的同時(shí)，越來越依靠于復(fù)雜、精密、宏大的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和科學(xué)測(cè)量手段。20世紀(jì)60年代對(duì)宇稱不守恒理論的驗(yàn)證，就是應(yīng)用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的計(jì)量?jī)x器設(shè)備完成的，從實(shí)驗(yàn)證實(shí)了宇稱不守恒的理論。在物理學(xué)方面，牛頓力學(xué)自奠基以來得到不斷的完善，揭示出各種物理量之間的關(guān)系，這些關(guān)系是以長(zhǎng)度、時(shí)間和質(zhì)量3個(gè)量為基本量，以量綱形式來表述的。但在作量的表述時(shí)，隨著所采用的基本單位不同而需要引入不同的系數(shù)。自1780年法國(guó)提出米制作為單位制基礎(chǔ)以來，米制因?yàn)橐允M(jìn)制為基礎(chǔ)，顯示出較其他單位制的優(yōu)越性。同時(shí)法國(guó)也以當(dāng)時(shí)較為先進(jìn)的方法，建立了復(fù)現(xiàn)單位制的基準(zhǔn)，米制逐漸也被其他國(guó)家所釆用。除了長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間外，溫度、電流、光強(qiáng)和物質(zhì)的量也是基本單位，再由這7個(gè)基本單位導(dǎo)出其他物質(zhì)的量?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史證明，計(jì)量與基礎(chǔ)科學(xué)研究和高新技術(shù)的關(guān)系從來就是相輔相成的，彼此交叉，互相促進(jìn)、共同發(fā)展的。

本文刊發(fā)于《中國(guó)計(jì)量》雜志2021年第11期

原標(biāo)題：我們?yōu)槭裁葱枰?jì)量科學(xué)(節(jié)選)

作者：中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院?盧敬叁