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【知識】世界計量日”主題綜述

發布時間：2015-04-14 作者：來源：蔡娟瀏覽：4381

前言

    1875年5月20日，17個國家的代表在法國巴黎簽署了政府間協議《米制公約》，成立了米制公約組織。自此，世界上成立時間最早、致力于國際計量科技合作的政府間組織成立，一個用以保證全球測量準確一致的永久性國際框架正式形成。
    今天，該組織已擁有包括所有主要工業化國家在內的55個正式成員國和34個附屬成員經濟體，而實際上，全世界每個國家的人民都是這一框架的直接受益者。137年來，計量，也從最初僅以米和千克作為參考標準，到現在延伸至生命科學、納米技術等諸多新興和高科技領域進行復雜問題的探索；從最初主要服務于工業生產和貿易，到如今為應對氣候變化、醫療健康、節能環保等領域人類面臨的全球性挑戰提供至關重要的科技支撐。
    為紀念《米制公約》的簽署，5月20日被定為世界計量日。為慶祝這個日子，國際計量局(BIPM)自2000年起發起了“世界計量日”活動，先后選擇中小企業、健康、環境、體育、商業、科技、化學、安全等為主題，與國際法制計量組織(OIML)及某些國家計量院合作，設計發布海報，并自2005年起發表局長致辭，授權各國的國家計量院翻譯成本國語言版本。
    本文選擇了2007年以來的歷年世界計量日進行綜述，借此傳遞國際計量工作者們的心聲:誠摯邀請全球《米制公約》的受益者與我們一起，慶祝一個多世紀以來，在計量支撐下的，世界科學技術和經濟社會發展的光輝成就，讓越來越多的人了解計量在生活的方方面面所發揮的通常不為人知的重要作用。

“世界計量日”主題綜述

    2012年:計量保障安全(We measure for your safety)
    2011年:化學測量，為了美好生活和未來(Chemical measurements，for our life，our future)
    聯合國教科文組織(UNESCO)和國際理論和應用化學聯合會(IUPAC)共同將2011年定為“國際化學年”，以慶祝這一學科的發展及其對于人類社會的貢獻。正好，2011年也是諾貝爾化學獎第一次授予女性??居里夫人100周年。為此，2011年的國際計量日沿用了“國際化學年”的主題??“為了美好生活和未來”。
    化學計量是個充滿挑戰和發展潛力的研究領域，與社會的可持續發展和人類的生命質量息息相關。例如，在氣候變化問題上，準確的測量數據是實現溫室氣體長期監測、了解它們在輻射和氣候變化模型中的應用以及監測減災活動成效的一個先決條件。在食品安全領域，一系列與食品安全有關的分析，如污染物分析、添加劑分析、農藥獸藥殘留分析等全部依賴于計量科研人員建立的標準物質和標準方法，準確的測量為食品符合安全標準提供科學的數據支撐。在能源領域，人類共同的目標是提高能效、降低污染。碳排放的測量已成為重要的研究領域；生物燃料，由于其組成比傳統的礦物質燃料復雜得多，要求有一系列新的標準物質和測量方法來支持其質量控制和貿易。
    所有已知的物質都是由純化學元素或者幾種化學元素構成的化合物組成的。我們不但要去測量數以千計的化合物，而且其濃度范圍如今可以小到十億分之幾，甚至萬億分之幾……化學計量將是國際計量科技工作者們面臨的一個艱巨且富有樂趣的挑戰!
    2010年:科技中的測量??科技創新之橋(Measurements in Science and Technology??a bridge to innovation)
    2010年，時任國際計量局局長Andrew Wallard博士說:“作為一名計量學家的幸福之一，就是計量始終帶我領略科學的前沿”。在2000年《米制公約》簽署125周年，美國能源部部長、一度也從事過與計量有關科學研究的朱棣文教授曾說過這樣一句話:“準確的測量是物理學的核心，就我個人的經驗而言，新的物理發現就將始于下一個小數位”。
    計量與科技創新互為支撐。一方面，科技進步不斷為計量研究提供新的科學理論和先進的實驗手段。比如激光這個物理學的奇特發現，也是計量學中的技術創新，計量學家用激光干涉技術實現了對長度的精確測量，并最終形成了現行的基于激光波長的“米”定義。另一方面，高準確度的測量是科學實驗的重要因素。例如愛因斯坦的“相對論”就來自科學實驗，其實驗的準確性就依賴于計量。
    計量與科技創新的密切關系還可從一個世紀以來諾貝爾獎研究成果與計量的關聯中得到證明。馮?克里青因發現量子化霍爾效應獲得1985年諾貝爾物理學獎，基于該效應建立的量子化霍爾電阻基準與傳統的實物電阻受溫度、濕度等環境影響不同，完全建立在基本物理常數之上，理論上沒有誤差。埃瑞尼斯特?魯斯卡等因研制出掃描隧道顯微鏡(STM)獲得1986年度諾貝爾物理學獎。STM的應用使人們對微觀領域一系列新科學技術的探索，如納米電子學、納米材料學、納米顯微學、表面科學、納米生物學、納米機械學等，成為可能。朱棣文等因在用激光冷卻并俘獲原子方面所作的貢獻獲得1997年諾貝爾物理學獎。原子冷卻和囚禁技術應用于時間頻率基準??激光冷卻銫原子噴泉鐘的建立。
    未來，納米、新能源、新材料、生物等高技術和新產業的興起將更加迫切的要求與之相適應的、能解決復雜問題的測量技術產生。
    2009年:商業中的測量(Measurements in Commerce)
    出口國出具的其產品各項指標的測量數據如何得到進口國的認可？精密制造商如何能精確加工各類規格的產品并完成產品測試？去加油的司機為什么相信所加的油沒有缺斤短兩？這些都依賴于計量。
    除提供準確的測量數據和先進的測量技術外，計量對于商業與貿易的一個重要作用是實現了國家之間測量能力的互相承認，并在此基礎上實現了國家之間測量數據的互認。這一互認有助于消除貿易壁壘，幫助各國政府在更廣泛的商業和管理領域開展互信合作。
    1999年10月，38個米制公約成員國國家計量院的院長和2個國際組織的代表在國際計量局(BIPM)簽署了國際計量委員會(CIPM)發起的《國家計量基(標)準和國家計量院簽發的校準與測量證書互認協議》。該協議旨在建立由各國國家計量院所保存的國家計量基(標)準的等效度，提供國家計量院所簽發的校準和測量證書的互認，從而為政府和其他各方在簽署國際貿易、商業和法務協議時提供可靠的技術基礎。其核心內容是在國際計量局的主持下，由國際計量委員會10個咨詢委員會(CIPM CCs)負責，并由各區域計量組織(RMOs)配合，有計劃地開展以米制公約成員國計量院為主體的計量基(標)準的國際比對，從而給出各國基(標)準的等效度。自實施以來，國際計量互認協議發展迅速，目前共有84個國家和地區以及3個國際組織的87個機構簽署了該協議，對于消除國際貿易技術壁壘發揮了重要作用。
    2008年:體育中的測量??沒有測量，就沒有競賽(Measurement in Sport??no games without measurement)
    2008年是北京奧運年，因此中國計量科學研究院有幸參與了這一年世界計量日的海報制作。這一年我們要傳遞的信息是:計量對于現代體育和運動員們很重要!
    測量，輔以現代攝像技術，在運動員成績的判定方面發揮了巨大作用:徑賽中百分之一秒的落后就讓選手丟掉冠軍，而田賽中1毫米的差距就是金牌與銀牌的區別；同時還要考慮場地的環境條件，使得運動員不因風速或溫度而獲得優勢或劣勢，使得競賽中使用的設備，無論是杠鈴、賽車，還是足球，都經過了仔細的檢查。另外，高新技術也不斷為體育拓展新的極限，我們可以看到用先進材料制造的撐竿跳高的撐竿、賽艇和劃槳，以及優雅而神速的輕量級自行車。正如19世紀80年代碳纖維首次被用于高爾夫運動那樣，體育永遠歡迎新技術的加盟。
    體育競賽背后的各種計量科技中，最困難和最有爭議的也許就是興奮劑檢測。在這方面，國際計量局(BIPM)、世界反興奮劑組織(WADA)和澳大利亞國家計量院(NMIA)合作，組織了興奮劑測量的國際比對，參加這些國際比對的國家計量院在興奮劑測量方面的測量能力得到了全球認可。這項活動保證了，如果興奮劑檢測是由這些經過認可的、測量能力獲得全球互認的高水平研究機構進行的，那么，其測量結果就具有很高的可信度。
    正是計量，保證著我們對競賽公平的信心。
    2007年:環境中的測量(Measurements in Environment)
    2007年的世界計量日選擇了一個全球性熱點問題??環境問題。環境保護涉及許多技術，但可以確定的是，精密測量在為氣候變化的預測和原因解釋提供可靠數據方面，的確發揮著不可替代的作用。
    與氣候變化或環境問題有關的測量往往異常復雜。因為，它們涉及對大量空氣或液體中存在的微量氣體或污染物的測量，尤其是當要測量的物質與其他物質發生相互作用時，測量就變得極其困難。
    環境測量的準確性依賴于各國計量院建立的標準物質和測量方法。例如，世界氣象組織(WMO)建立了“全球大氣監測(Global Atmosphere Watch)”活動，一是由若干國家計量院為其提供溫室氣體的標準物質；二是世界氣象組織參加了國際化學咨詢委員會(CCQM)組織的一項溫室氣體在大氣中濃度測量的研究性比對，其中，二氧化碳的測量結果顯示出非常好的一致性，而甲烷的測量結果有些差異，WMO相應地進行了修正。
    2006:健康中的計量(Measurement in Health)
    2005:中小企業(Small and Medium Enterprises)
    2004:體育世界中的計量(Metrology in the World of Sport)
    2003:無
    2002:家居內外的計量(Metrology in and around the Home)
    2001:國際單位制(SI)導出單位(SI Derived units)
    2000:國際單位制(SI)基本單位(SI Base units)