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關(guān)于我國計(測)量事業(yè)中長期發(fā)展戰(zhàn)略的思考

發(fā)布時間:2021-11-29 作者:中國計量大學(xué) 宋明順 來源:中國計量 瀏覽:2875

作者簡介:
宋明順,中國計量大學(xué)校長、教授、博士;中國計量戰(zhàn)略專家咨詢委員會委員,中國標(biāo)準(zhǔn)化專家委員會委員,國防科技工業(yè)科學(xué)技術(shù)委員會委員,中國計量測試學(xué)會副理事長,中國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會副理事長,浙江省質(zhì)量協(xié)會會長,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織電子商務(wù)交易保障標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(ISO/TC321)主席。主要從事計量學(xué)、質(zhì)量管理、標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和社會服務(wù)工作。

隨著全面建設(shè)小康社會目標(biāo)的實現(xiàn),我國開啟了建設(shè)實現(xiàn)強(qiáng)國夢的新征程。國家強(qiáng),計量必先強(qiáng)。只有計量強(qiáng),感知靈,測量準(zhǔn),才能支撐起國家高科技創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。數(shù)字化時代,量子化變革,深度影響計量事業(yè)的未來發(fā)展,“數(shù)量化”(即數(shù)字化、量子化)是新時代計量發(fā)展的大勢并將成為計量的基本特征;面對百年未有之大變局和西方列強(qiáng)對核心技術(shù)的“關(guān)、卡、壓”,基礎(chǔ)創(chuàng)新、艱苦創(chuàng)新、持續(xù)創(chuàng)新成為新時期我國科技創(chuàng)新發(fā)展新內(nèi)涵;國家高質(zhì)量發(fā)展對測量產(chǎn)業(yè)“高、大、上”的迫切需求與測量產(chǎn)業(yè)“低、小、散”的現(xiàn)狀,測量產(chǎn)業(yè)“補(bǔ)鏈”“強(qiáng)鏈”的要求從未如此強(qiáng)烈。面對新趨勢、新形勢和新挑戰(zhàn),我國計(測)量事業(yè)要引領(lǐng)新趨勢、破解新難題、創(chuàng)造新優(yōu)勢,真正擔(dān)負(fù)起貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展先行者的使命,在未來五到十年制定和實施下列計劃則十分關(guān)鍵。


一、“強(qiáng)計”計劃

能否提出一個“加強(qiáng)計量學(xué)基礎(chǔ)研究”的計劃(簡稱“強(qiáng)計”計劃)。因為計量學(xué)屬于戰(zhàn)略性研究,一定要與國家戰(zhàn)略相吻合,這一點非常重要。目前國家正在相關(guān)高校和研究單位實施“加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究”計劃(簡稱“強(qiáng)基”計劃),只有加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究,才有可能從根本上趕超世界強(qiáng)國,否則想整體超越是很困難的。計量學(xué)是基礎(chǔ)科學(xué),所以我們能不能提出個“強(qiáng)計”計劃。眾所周知,計量學(xué)主要屬于物理科學(xué)的范疇,也包括數(shù)學(xué)、化學(xué),英國的計量院是國家物理實驗室(NPL)。德國的計量院是國家物理技術(shù)研究院(PTB)。PTB設(shè)在高斯的故鄉(xiāng)不倫瑞克,高斯是偉大的物理學(xué)家、偉大的數(shù)學(xué)家,同時也是偉大的計量學(xué)家。俄羅斯計量院是以偉大的化學(xué)家門捷列夫命名的,同時他也是俄羅斯計量院首任院長,還是一位偉大的化學(xué)計量專家。法國米制委員會的主要成員拉普拉斯是偉大的天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家,拉格朗日是偉大的數(shù)學(xué)家,拉瓦錫是偉大的化學(xué)家。所以,計量學(xué)的屬性是基礎(chǔ)科學(xué),在測量技術(shù)領(lǐng)域要取得突破性進(jìn)展和測量儀器的跨越式發(fā)展,沒有堅強(qiáng)的計量學(xué)基礎(chǔ)是難以實現(xiàn)的。在國家大力實施“強(qiáng)基”計劃的今天,實施“強(qiáng)計”計劃,既是對“強(qiáng)基”計劃的支撐,又順應(yīng)了計量學(xué)發(fā)展的時代要求。 

二、“碳計量”計劃

我國將力爭2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。無論是碳達(dá)峰還是碳中和,基礎(chǔ)是碳計量,碳的排放量測不出或測出了但測不準(zhǔn),碳達(dá)峰和碳中和都無從談起。碳達(dá)峰、碳中和,碳計量要先行,重點是建立生物計量體系,核心是植物計量。為此,建議國家制定和實施“碳計量”計劃,計劃的重點是建立起碳排放的計量標(biāo)準(zhǔn)和評價體系,核心是植物、動物的排碳、吸碳及放氧計量標(biāo)準(zhǔn)和評價體系,使碳匯、碳稅、碳交易、碳中和、碳認(rèn)證有科學(xué)、正確的計量值可依。同時,積極與《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約國計量同行合作,使我國的碳計量標(biāo)準(zhǔn)體系成為國際上承認(rèn)的主流碳排放計量標(biāo)準(zhǔn)體系。

三、“補(bǔ)鏈”計劃

測量儀器,尤其是高端測量儀器,基本上都依賴進(jìn)口,當(dāng)國外限制時,測量儀器斷鏈?zhǔn)潜厝坏?。從國家的視角,我們必須補(bǔ)上測量儀器的產(chǎn)業(yè)鏈;從企業(yè)的視角,就是要補(bǔ)上測量儀器生產(chǎn)的供應(yīng)鏈。建議國家出臺扶持測量儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“補(bǔ)鏈”計劃,對研究和生產(chǎn)自主知識產(chǎn)權(quán)的測量儀器全方位實施扶持、支持和保護(hù)政策。我國多數(shù)測量儀器研制機(jī)構(gòu)研制的測量儀器準(zhǔn)確度很高,可靠性、穩(wěn)定性也很好,但產(chǎn)業(yè)化很難,因為他們研制的測量儀器既沒有產(chǎn)業(yè)鏈又沒有供應(yīng)鏈,所有的零配件都要自己去生產(chǎn),生產(chǎn)成本很高,價格必然高于國際同類產(chǎn)品。國內(nèi)用戶都買國外的產(chǎn)品,導(dǎo)致高端測量儀器市場幾乎都被外國產(chǎn)品占領(lǐng),一旦出口受限,勢必斷鏈。所以,建議國家出臺“補(bǔ)鏈”計劃,鼓勵國內(nèi)測量儀器產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

四、“感知”計劃

人類社會發(fā)展已進(jìn)入數(shù)字時代,數(shù)字的核心是測量數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)要全、要準(zhǔn),核心是傳感器。人工智能,“智”體現(xiàn)在傳感上;物聯(lián)網(wǎng),萬物互聯(lián),聯(lián)的是數(shù)據(jù),感知的是數(shù)據(jù)。傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)元,所以物聯(lián)網(wǎng)也稱感知網(wǎng)。只有測得全、測得準(zhǔn)、測得快,才會有算力,才會有智能。所以,數(shù)字時代的基礎(chǔ)技術(shù)之一是測量傳感技術(shù)。數(shù)字化賦能、智能互聯(lián),遇到的一個共同問題就是感知不行,數(shù)據(jù)感知不全、不快、不準(zhǔn),亦即我國的測量傳感技術(shù)相對落后。建議國家制定實施“感知”計劃,出臺政策鼓勵各類傳感技術(shù)的研發(fā)和現(xiàn)代傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為我國數(shù)字政府、數(shù)字社會、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展夯實技術(shù)基礎(chǔ)。

五、“數(shù)傳”計劃

數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,正導(dǎo)致傳統(tǒng)的量值傳遞方式發(fā)生變革。建議國家制定“數(shù)字量值傳遞”計劃(簡稱“數(shù)傳”計劃),將量值傳遞和溯源由實物比對、檢定和校準(zhǔn),改為數(shù)據(jù)比對、檢定和校準(zhǔn),將儀器在路上送來送去,改為數(shù)據(jù)在網(wǎng)上傳來傳去。邊緣計算、虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等技術(shù)已經(jīng)比較成熟,再加上我國特有的5G網(wǎng)絡(luò)和北斗導(dǎo)航系統(tǒng),為我國實施“數(shù)傳”計劃奠定了技術(shù)基礎(chǔ),也構(gòu)成了我國開展“數(shù)傳”工作的先發(fā)優(yōu)勢。建議國家盡快制定“數(shù)傳”計劃、出臺“數(shù)傳”政策、實施“數(shù)傳”工程,在國際上率先建立國家“數(shù)傳”體系,為國際計量科學(xué)的發(fā)展,提供中國方案和中國標(biāo)準(zhǔn),主導(dǎo)數(shù)字量傳領(lǐng)域的國際發(fā)言權(quán)。 
              

六、“秒制”計劃

國際單位制的變革,除了“量子化”“常數(shù)化”的特點外,就是“秒制化”的特點了。這次新國際單位制中的7個基本單位,除了物質(zhì)的量摩爾外,其他5個量的單位都是以時間“秒”為基礎(chǔ)的,實際上時間是基本量中的核心量,而且“秒”的復(fù)現(xiàn)精度是所有單位中最高的,理論上可達(dá)到阿秒。眾所周知,國際單位制起源于“米制”,“米制”是以長度量單位“米”為基礎(chǔ)構(gòu)建的,至今國際計量局還保留有“國際米制委員會”?;谶@一點,新的國際單位制的頒布實施,從某種意義上說進(jìn)入了“秒制”時代。一個國家的計量水平,在某種程度上體現(xiàn)在“秒”的復(fù)現(xiàn)水平,量值傳遞、溯源水平體現(xiàn)在“秒”的傳遞、溯源水平,一國的量值傳遞的“扁平化”程度和水平取決于該國的“秒制化”程度和水平。為此建議國家制定“秒制”計劃,加大科技力量投入,建立時間頻率國家量傳體系,除了提高基準(zhǔn)原子鐘的準(zhǔn)確度外,要研制各種等級的原子鐘,尤其是便攜式、可移動式高精度原子鐘的研制,在全國布設(shè)科學(xué)合理的授時站點,建立國際上首個國家時間頻率量值傳遞和溯源體系,保證量值傳遞在國際上率先進(jìn)入“扁平化”時代。成立國家“秒制”委員會,并發(fā)起成立“國際秒制委員會”,發(fā)出新單位制的中國強(qiáng)音,引領(lǐng)國際計量新發(fā)展。

七、“單增”計劃

所謂“單增”計劃就是增加新國際單位制單位的計劃,即將基本單位由原來的7個,增加到8個或更多。國際單位制的基本單位以物理量為主,后來根據(jù)化學(xué)發(fā)展的需要,增加了一個化學(xué)量的基本單位。信息科學(xué)雖然屬于物理學(xué)范疇,但人類已發(fā)展至數(shù)字時代,從物理世界的工業(yè)文明進(jìn)入數(shù)字世界的數(shù)字文明,衡量信息量、數(shù)字量或數(shù)據(jù)量的單位“比特”( bit)或 “字節(jié)”(Byte),無論是手機(jī)流量、計算機(jī)內(nèi)存和硬盤存量,還是網(wǎng)絡(luò)傳輸量和速度,“比特”( bit)或 “字節(jié)”(Byte)可以說是家喻戶曉的事實上的國際單位,其他7個基本量無法導(dǎo)出這個單位,是時候?qū)⑵浼{入國際計量單位制單位,而且應(yīng)是國際單位制中的基本單位。同樣,心理學(xué)的發(fā)展,出現(xiàn)了許多的測量問題,是無法用現(xiàn)在的國際單位來定量表述的,也需要增加相應(yīng)的國際單位。另外,現(xiàn)在碳匯、碳中和、碳認(rèn)證、碳交易、碳稅等都離不開碳計量,這與許多植物的碳氧排放、吸收有關(guān),也可能需要增加新的國際計量單位,才能滿足這一領(lǐng)域發(fā)展的需要,所以在生物計量領(lǐng)域增加國際單位也是計量科學(xué)發(fā)展的需要。

因此,建議國家制定“單增”計劃,在國內(nèi)推出這些領(lǐng)域的法定計量單位,然后向國際計量局、國際計量委員會提出增加這些領(lǐng)域國際單位的建議。國際單位制是不斷變革的,國際單位也在不斷地增加和調(diào)整,所以我們應(yīng)該抓住社會需求,適時地提出我國自己的主張和建議,在國際單位制的建設(shè)和發(fā)展中體現(xiàn)中國方案,做出里程碑式的歷史貢獻(xiàn)。


本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2021年第11期 作者:中國計量大學(xué) 宋明順
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