浅谈对计量的认识
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摘 要:我国计量的出现、发展已有五千年的历史。古代把计量称为“度量衡”,在社会、科技高速发展的带动下计量的内涵也得以不断地丰富,不再是简单的“度量衡”,而是上升到了更为高层和深层的领域。当今社会,计量已发展成研究测量理论、技术方法的综合学科——计量學。本文从古代计量、现代计量、新时代计量三个阶段阐述了计量的发展历程。
关键词:计量;计量学
我国计量的出现、发展已有五千年的历史。古代把计量称为“度量衡”,其含义是关于长度、容量和质量的测量,使用的计量器具是尺、斗和秤。在社会、科技高速发展的带动下计量的内涵也得以不断地丰富,不再是简单的“度量衡”,而是上升到了更为高层和深层的领域。当今社会,计量已发展成研究测量理论、技术方法的综合学科——计量学。现就计量的发展过程浅谈一下对于计量的认识。
一、古代计量
计量起源于人们对于量的概念,这个概念在人类产生、发展的过程中得以不断形成。人类从知道利用工具到简单地制造工具的过程中,开始对事物的大小、多少、轻重、长短、软硬等特性有了一定的认知,并且由此产生了什么是数量、质量、形态的概念。伴随着人类的不断进化以及同大自然的深入融合,人们已经初步具备了计量的浅显意识,学会了用感觉器官耳、眼、手来进行最为基础的计量活动。比如用人体的某个部位或其它的天然物作为计量标准,像“布手为升”“滴水计时”等来进行计量活动,到了秦朝,秦始皇不仅统一了六国,还统一了度量衡,计量学在历史上首次引起重视,为我国古代计量史谱写了光辉的一页。唐朝时期,度量衡制度进一步完善,清朝已出现了天平、铜砝码等计量器具,这标志着计量学又走上了新的台阶。
二、现代计量
进入现代计量时期,各国均建立各自的单位制,这一阶段的主要特点是计量已经不再用人体、自然物体作为"计量基准",而是逐步进入了以科学作为基础的计量发展时期。然而科技水平和社会进步程度的局限性导致该时期的计量基准大部分是以经典理论指导下的宏观实物作为基准。比如,根据1立方分米的纯水在密度最大时的质量制成了质量基准千克原器,根据地球子午线四分之一的一千万分之一长度制成长度基准米原器等。
为了达到国际单位制的统一,1875年由法、俄、德等17个国家签署了一项国际公约即“米制公约”,旨在协调国际计量和协调米制发展协会,同时也设立了相应的监督组织,我国于年成为米制公约国。最初,米制公约仅涉及质量和长度单位,在1960年第11届国际计量大会上,它建立的单位系统被定为“国际单位制”,1971年,第14届国际计量大会通过了以长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量共7个基本量的相应单位作为国际单位制的基本单位。
我国的计量科学研究院也在1999年与国际计量委员会签订了互认协议,实现了“一次测试、一张证书、全球互认”,我国的计量体系也形成了一条完整的溯源链,从中国计量科学研究院到省级计量机构、部门计量中心、再到各市、县级计量所,完成了计量标准的有效、准确、连续的溯源。今年的11月16日,国际计量大会在巴黎近郊凡尔赛召开并通过了决议,将国际单位制中的4个基本单位千克、开尔文、安培、摩尔改由自然常数来定义,并于2019年国际计量日正式生效,至此,国际单位制7个基本单位将全部由基本物理常数定义,量值的实现进入了量子化时代。
三、计量的新时代
现代计量的标志是由以经典理论转为以量子理论为基础,由宏观实物基准转为微观自然基准。现代计量发展的最高水平,使国际基本单位制的计量基准建立在微观自然现象或物理效应的基础之上。
新时代的计量不应仅仅是实现单位统一、量值准确可靠的活动,它被赋予更加丰富的内涵,它包括测量新理论和新原理、测量量值准确和单位统一、测量新技术和新仪器、测量操作的正确性和有效性、测量结果分析、测量应用等等。在2018年全国计量工作要点中也提出,要聚焦产业发展瓶颈问题和计量测试需求,加强产业专用测量设备,测试技术和方法研究推动产业计量的建设。
互联网时代的悄然来临,使计量技术的发展又迎来了春天,比如原来自上而下的量传体系正在被零级量值传递取代,即通过量子基准与互联网技术的有机结合,使量传链条更短,结果更精准,实现了计量技术直接应用于生产过程中,这个过程就是量值传递的扁平化。原来传统、人工的测量技术已经远远不能满足科技与社会发展的需要,各种高端、大型的仪器层出不穷,各大企业对计量检测的效率要求越来越高,传统计量需要将仪器送至检测机构,不但运输人力、时间成本较高,而且计量器具在运输过程中易产生误差,所以现场检测、在线检测已经成为计量发展的一种必然趋势。随着互联网技术的不断发展,在线、远程检测都已经付诸于实践,不再是纸上谈兵,而且得到了迅速的普及。“互联网+”计量将计量实现了从静态检测到动态、远程、在线检测的技术性转变,实现了传统检测机构到现代网络化计量的整体性转变,实现了从简单的计量检测向深层次统计分析的根本性转变。
现在的后互联网时代,即物联网、大数据技术的迅速崛起,数字化、智能化传感器芯片技术等新一轮的技术革命,相信在不久的将来,我们一定会迎来“互联网+”计量蓬勃发展的时代,以感知物联、大数据支撑的先进计量必将推动我国经济、社会建设的不断发展。
参考文献:
[1]丘光明.中国古代计量史.安徽科学技术出版社.
[2]王雪.互联网+先进计量——综述与展望.中国计量,2017.1.
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