計量工作芻議

姚 霞

（青海省檢定測試所，青海 西寧 810000）

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

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，計量學是現今‘關鍵’技術中最關鍵的一種。”“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量，它是物理學中一個生機勃勃的領域，它對我們的技術基礎和國家競爭力至關重要。”

計量涉及到各經濟領域，并與人民的生活安全息息相關。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，關系到誠信、公平、公正；涉及人們身體健康，表征人的生命現象的血壓、血球、心律脈搏、心、腦、血管等生理指標監測醫療衛生計量儀器的測量、診斷，關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建設，關系到工程質量安全的百年大計；飛機、火車、電梯、鍋爐、電站的發電及高速運行，關系到安全生產；對有毒、有害氣體、粉塵、水質污染、電離輻射防護的測試，化害為利的環境改造監測計量儀器，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系到有限地利用、保護自然資源，為人類生存而創造良好的生態環境；在計算機產業、黑色和有色冶金行業、新能源、環境科技、國防建設等都非常需要計量科學技術。在高科技的航天領域，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。

計量的發展，大體上可分為三個階段。

（1）古典階段。古典階段是以權力和經驗為主的初級階段，沒有或者沒有充分的科學依據。作為最高依據的計量基準，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）經典階段。從世界范圍看，1875年“米制公約”的簽定，可認為是經典階段的開始。隨著科學技術的進步和社會生產力的發展，計量基準已開始擺脫利用人體、自然物體等的原始狀態，進入了以科學為基礎的發展階段。由于科技水平的限制，這個時期的計量基準都是在經典理論指導下的宏觀器具或現象。例如，根據地球子午線長度的1/4的1/10 000 000，用鉑銥合金制造的長度基準米原器；根據1立方分米的水在其密度最大時的溫度下的質量，用鉑銥合金制造的質量單位基準千克原器；根據兩通電導線之間產生的作用力而定義的電流單位安培；根據地球圍繞太陽的轉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，難免發生微小的變化。另外，由于原理和技術的限制，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展的社會需要。于是便提出了建立更穩定、更精確的新型計量基準的課題。

（3）現代階段。現代階段的基本標志是由經典理論為基礎轉為量子理論為基礎，由宏觀實物基準轉為微觀量子基準。建立在量子理論基礎上的微觀自然基準，或稱量子基準，比宏觀實物基準優越的多，更精確、更穩定可靠。因為，根據量子理論，微觀世界的量，只能是躍進式的改變，而不可能發生任意的微小變化；同時，同一類物質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。