計量科學(xué)技術(shù)是基礎(chǔ)科學(xué)，是應(yīng)用科學(xué)，同時也是先導(dǎo)性科學(xué)。在新興科技領(lǐng)域產(chǎn)生和發(fā)展的過程中，往往需要新的計量基準、標準的建立。因此，加強計量科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)研究，對各學(xué)科的研究和經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展有著重要的意義。

計量該怎樣伴我們走向未來

計量該怎樣伴我們走向未來呢？我們要適應(yīng)世界前沿科技領(lǐng)域的形勢，既要著眼世界，更要立足現(xiàn)在。

一是全球可持續(xù)發(fā)展面臨著能源、資源和環(huán)境的制約，傳統(tǒng)的大量耗費不可再生自然資源和破壞生態(tài)環(huán)境的經(jīng)濟增長方式已經(jīng)難以為繼，必須走科學(xué)、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的道路。創(chuàng)新成為解決人類面臨的能源資源、生態(tài)環(huán)境、自然災(zāi)害、人口健康等全球性問題的重要途徑，成為經(jīng)濟社會發(fā)展的主要驅(qū)動力。計量科技要滿足支撐人類社會發(fā)展中面臨的重大的緊迫需求。

二是跟蹤國際計量科技的整體發(fā)展，積極應(yīng)對國際單位制（SI）重大變革。國際單位制是計量學(xué)研究的基礎(chǔ)和核心。米、千克、秒、安培、開爾文、摩爾、坎德拉七個基本單位的復(fù)現(xiàn)、保存和量值傳遞是計量學(xué)最根本的研究課題。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步，用基本物理常數(shù)來重新定義國際單位制中的大多數(shù)基本單位已成為國際計量科技的發(fā)展趨勢。這是自1960年SI建立以來前所未有的重大變革，對于整個世界計量界乃至社會各個領(lǐng)域的測量準確度將產(chǎn)生深遠的影響。目前世界先進國家已紛紛開展相關(guān)研究并持續(xù)攻關(guān)，我國必須緊密跟蹤、科學(xué)應(yīng)對，才能使中國計量體系的建設(shè)順應(yīng)國際計量體系的發(fā)展，才能在國際上爭取話語權(quán)，占據(jù)主導(dǎo)地位。

三是新的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對計量科技提出了更高要求。能夠促進經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展、提高生活質(zhì)量的應(yīng)用新領(lǐng)域中的計量科技在世界各國得以優(yōu)先發(fā)展。例如：太陽能、風(fēng)能等新能源的發(fā)展要求新的計量技術(shù)支持；環(huán)境變化的監(jiān)控要求在溫度、溫室氣體量以及海水含鹽量等測量方面，建立長期穩(wěn)定的計量基、標準和溯源體系；二氧化碳、氮氧化物及易揮發(fā)有機化合物在低濃度時的微量變化的測量將是計量領(lǐng)域的一個巨大挑戰(zhàn)；納米材料的發(fā)展及其在航空、航天和安全保障領(lǐng)域的應(yīng)用，成為使有效測量具有超高準確度和可溯源性的推動力；醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中不論是診斷還是有效而安全的治療都需要準確可靠、可互認的測量數(shù)據(jù)支持。以美國為例，NIST以促進國家創(chuàng)新、提升工業(yè)競爭力為使命，緊密圍繞測量科學(xué)前沿領(lǐng)域和國家重點發(fā)展戰(zhàn)略開展持續(xù)而深入的研究工作，目前正在開展的重點項目包括：可互用智能電網(wǎng)建設(shè)，太陽能及存儲等先進能源技術(shù)，綠色節(jié)能建筑測量和標準；支撐總體經(jīng)濟系統(tǒng)碳排放限制和交易體系的測量與標準；納米技術(shù)相關(guān)環(huán)境、健康和安全測量與標準；醫(yī)療信息技術(shù)，支撐醫(yī)療領(lǐng)域創(chuàng)新的測量標準和測量技術(shù)；信息技術(shù)安全，如數(shù)字安全，量子信息科學(xué)，以及測量科學(xué)前沿的量子計量標準和測量技術(shù)……

四是國家經(jīng)濟社會發(fā)展對計量的需求不斷加大。世界各國均結(jié)合本國社會經(jīng)濟發(fā)展的特點開展計量科學(xué)研究，建設(shè)科學(xué)研究和工業(yè)技術(shù)發(fā)展所需的測量能力，進行新技術(shù)探索。

1.推進自主創(chuàng)新和建立創(chuàng)新型國家對計量科技提出新要求，自主創(chuàng)新是國家競爭力的源泉。黨的十八屆五中全會通過的《關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》中提出，深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略。發(fā)揮科技創(chuàng)新在全面創(chuàng)新中的引領(lǐng)作用，加強基礎(chǔ)研究，強化原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新。科技創(chuàng)新能力的提高，對先進測量能力的需求迅速增加，對高精度的測量溯源能力提出更迫切要求。計量科技要實現(xiàn)計量基礎(chǔ)前沿研究的技術(shù)突破，要超前儲備，要滿足科技創(chuàng)新和前沿技術(shù)發(fā)展對準確有效測量的新要求。

2.發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和加速經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整對計量科技提出新要求。培育和發(fā)展高新技術(shù)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)已成為我國爭取新一輪經(jīng)濟和科技發(fā)展制高點的重大戰(zhàn)略。信息、生物、納米、新能源、新材料、高端裝備制造等新技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化必須依賴更加準確的測量方法和更為先進的測量手段，尤其是對微觀量、復(fù)雜量、動態(tài)量和多參數(shù)綜合量的測量溯源問題提出了一系列新的要求。如何有效評價新能源的使用效率，如何評價新材料的各種特性，如何實現(xiàn)納米尺度的高準確度測量和量值溯源，如何實現(xiàn)生物技術(shù)安全的準確測量、有效分析和量值溯源，都是擺在我國計量科技面前的緊迫任務(wù)。

改造提升制造業(yè)也是我國提高經(jīng)濟增長的質(zhì)量、效益和國際競爭力的戰(zhàn)略重點之一，對計量科技的需求不斷增加。汽車業(yè)、船舶業(yè)、鋼鐵業(yè)、石化業(yè)對力值、扭矩、加速度、壓力等機械量的測量準確度提出了更高要求，同時要求進一步拓展測量范圍以覆蓋更大和更小的量值；有色金屬產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)需要解決計量器具在高溫、高壓、強堿、腐蝕等特殊條件下的量值準確性問題；紡織業(yè)、輕工業(yè)等產(chǎn)業(yè)迫切需要將量值快速準確地傳遞到生產(chǎn)設(shè)備上，對儀器設(shè)備的現(xiàn)場、在線和快速檢測提出了更高要求。

3.維護社會可持續(xù)發(fā)展和人類生命健康對計量科技提出新要求。節(jié)能減排、應(yīng)對氣候變化等環(huán)境保護問題為世界各國高度重視，同時已成為我國社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略重點。監(jiān)控氣候變化需要高準確度的測量，而且必須與長期穩(wěn)定的計量基、標準建立聯(lián)系，才能確定在經(jīng)歷一段時間后發(fā)生的微小變化。無論是能源生產(chǎn)、輸送、交接、使用各環(huán)節(jié)，還是大氣質(zhì)量、水質(zhì)污染等評價控制，以及監(jiān)測和指導(dǎo)用能單位合理用能、減少污染，科學(xué)統(tǒng)計分析和評價節(jié)能減排指標等都離不開能源計量和量值溯源關(guān)鍵技術(shù)的支撐。

食品安全、醫(yī)療安全等問題不僅關(guān)系到大眾健康和生命安全，而且關(guān)系到我國經(jīng)濟社會的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。加強食品安全、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的監(jiān)管，必然以準確的成分量測量為支撐，以健全的質(zhì)量體系和量值溯源體系為保障，這對化學(xué)、生物領(lǐng)域的計量能力提出了新的挑戰(zhàn)。

4.提高國際貿(mào)易競爭力對計量科技提出新要求。經(jīng)濟全球化和國際貿(mào)易的發(fā)展促進了資源的全球配置和國家的經(jīng)濟繁榮。如果一個國家缺少國際認可的計量體系和計量基礎(chǔ)設(shè)施，其出口產(chǎn)品的測量與檢測結(jié)果就難以得到進口國的承認和接受，這就直接造成了技術(shù)貿(mào)易壁壘。為了消除國外不合理的非關(guān)稅壁壘，避免我國出口產(chǎn)品的重復(fù)檢驗和因計量數(shù)據(jù)的國際互認受制于人，也為了阻止國外不合格產(chǎn)品進入中國市場，我國必須實現(xiàn)計量基、標準的國際等效和在此基礎(chǔ)上測量、校準結(jié)果的國際互認，才能避免因技術(shù)貿(mào)易壁壘帶來的巨額經(jīng)濟損失，才能使我國在國際貿(mào)易競爭中不處于弱勢和從屬地位。

5.加強國防安全建設(shè)對計量科技提出新要求。全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯的格羅納斯系統(tǒng)（GLONASS）以及歐洲的伽利略系統(tǒng)等衛(wèi)星系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，其準確性均依賴于時間頻率計量基準。更為準確的導(dǎo)航測量及衛(wèi)星定位技術(shù)，將會有效保障并改善空港、海港的導(dǎo)航安全以及航空器、航天器的安全使用，也將為更好、更及時地預(yù)測地震和發(fā)布海嘯警報做出貢獻。開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的各類原子鐘和建設(shè)高度現(xiàn)代化的時間頻率計量體系，是建設(shè)我國獨立自主的全球定位系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，也是防止我國軍事力量和國防安全受制于人的重要手段。在航天航空領(lǐng)域的慣導(dǎo)、自導(dǎo)及自動控制系統(tǒng)中，扭矩傳感器得到了廣泛運用，其扭矩值的準確測量和控制也為實施精確定位提供了技術(shù)保障。

6.提高自主創(chuàng)新能力作為提升計量科技水平的首要推動力量，以服務(wù)新領(lǐng)域的計量需求作為調(diào)整計量基、標準體系布局的中心環(huán)節(jié)，把建設(shè)國際一流的國家計量機構(gòu)作為面向未來的重大戰(zhàn)略選擇，不斷提升服務(wù)國家經(jīng)濟建設(shè)和事業(yè)發(fā)展的有效性和貢獻率。圍繞滿足戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展、國計民生需要和應(yīng)對國際單位制重大變革的國家新一代計量基、標準及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用，開展以量子物理為基礎(chǔ)的計量基、標準持續(xù)研究和前沿計量技術(shù)研究，建立和完善新一代計量基、標準體系。開展新領(lǐng)域計量技術(shù)研究和國家戰(zhàn)略性、新興產(chǎn)業(yè)急需的計量新技術(shù)研究，以計量新技術(shù)支撐國家戰(zhàn)略、“質(zhì)量興檢”和標準提升。加強測量校準能力及服務(wù)能力的持續(xù)提升。加強國際比對，豐富和完善量值傳遞和溯源體系，實現(xiàn)國家計量基、標準、標準物質(zhì)和測量校準能力的國際等效和互認數(shù)量及質(zhì)量的新跨越。

總之，科技要發(fā)展，計量須先行；沒有計量寸步難行。計量是基礎(chǔ)，計量須創(chuàng)新，這是時代發(fā)展的要求?；貞涀蛱欤⒆憬裉?，展望明天，計量還需大發(fā)展。

本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2021年第11期

原標題：我們?yōu)槭裁葱枰嬃靠茖W(xué)(節(jié)選)