計量科學技術是基礎科學，是應用科學，同時也是先導性科學。在新興科技領域產生和發展的過程中，往往需要新的計量基準、標準的建立。因此，加強計量科學技術基礎研究，對各學科的研究和經濟建設、社會發展有著重要的意義。

計量的基礎作用是什么

計量學是研究一切有關測量的理論和實踐問題的科學。其內容包括研究確定計量單位和單位制、計量單位的復現方法和建立基準、標準體系、量值傳遞和溯源方法，誤差理論及測量結果的質量保證。我們知道，事物的性質是由質和量兩方面來體現的。經驗表明，科學研究往往是由定性的觀察開始的，最后以理論來表述。通過數學表達是對自然規律最嚴謹的描述，沒有定量的實驗觀測便難以證明這種表達的正確性，這一點在物理學中表現得尤其突出。所以，計量學的發展與物理學的發展關系密切。
自然科學的發現為技術發展奠定了基礎。但技術成果若沒有可供工程計算的基本數據就不可能進行工程設計，也不可能形成規模生產的能力，不言而喻，測量是獲取基本數據必不可少的手段。現代化生產是專業分工的社會化生產，產品要有互換性，要求對工藝過程進行嚴格的控制以保證產品性能的一致性，保證產品質量生產過程中的測量和控制。不可能像手工作業憑經驗操作，而要求對多學科工藝參數進行在線的甚至隨機的測量和控制。在商品的制造生產中，要求低投入多產出，提高勞動效率、節約原材料，即降低投入與多產出比兩大方面。顯然生產過程中的自動化是當前提高勞動生產效率的主要途徑，而節約原材料和能源除了有賴于設計和工藝方法的改進，還與生產過程的控制有關，自動測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和現象，我們可用傳感器探測出來。所以測量是人類獲取生產過程信息的唯一途徑。

計算機的出現推動了第三次工業革命。20世紀90年代以來，由于計算機和光通信技術的迅速發展，引起了世界范圍以“信息革命”為時代標志的科技大進軍。信息科學是獲取信息、傳遞信息和處理信息的科學。人們獲取信息，甚至對自然的認識，是由感性到理性，由定性到定量的過程。現代科學對自然的探索主要靠更精密、更靈敏、更高級的傳感器技術及測量儀器定量而精確地獲得信息。例如，對遙遠的星際發出的脈沖波譜需要進行準確的定量分析；對醫學診斷中應用的核磁共振需要極高準確度的頻率測量；對微小的脫氧核糖酸（DNA）也需要進行精確的測序。所有這些測量使用的儀器都必須通過計量校準，從確保其測量結果的準確可靠性來講，計量科學技術是準確獲取信息的基礎和保證。

計量與當代最前沿科學技術有著密切互動關系。當代基礎性研究在繼續依靠科學家創造性思維的同時，越來越依靠于復雜、精密、宏大的實驗系統和科學測量手段。20世紀60年代對宇稱不守恒理論的驗證，就是應用美國標準與技術研究院（NIST）的計量儀器設備完成的，從實驗證實了宇稱不守恒的理論。在物理學方面，牛頓力學自奠基以來得到不斷的完善，揭示出各種物理量之間的關系，這些關系是以長度、時間和質量3個量為基本量，以量綱形式來表述的。但在作量的表述時，隨著所采用的基本單位不同而需要引入不同的系數。自1780年法國提出米制作為單位制基礎以來，米制因為以十進制為基礎，顯示出較其他單位制的優越性。同時法國也以當時較為先進的方法，建立了復現單位制的基準，米制逐漸也被其他國家所釆用。除了長度、質量和時間外，溫度、電流、光強和物質的量也是基本單位，再由這7個基本單位導出其他物質的量。科學技術發展的歷史證明，計量與基礎科學研究和高新技術的關系從來就是相輔相成的，彼此交叉，互相促進、共同發展的。

本文刊發于《中國計量》雜志2021年第11期

原標題：我們為什么需要計量科學(節選)

作者：中國計量科學研究院?盧敬叁