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中國計量發展迎來“并道超車”戰略機遇期
訪全國政協委員、中國計量院院長方向

? “今年我關注的是國際單位制變革相關的話題。此次國際單位制變革,是一個改寫教科書式的變化,是人類科學發展進步中的一座里程碑。”3月5日,記者在委員駐地見到全國政協委員、中國計量科學研究院院長方向時,還沒在沙發上坐穩,他就向記者介紹起了自己今年的兩會提案。

? 作為計量科技領域的“網紅”人物,一談起這個話題,方向的語氣和眼神里難掩興奮,“這是人們認識自然改造自然的一個基本制度、一個基本方法的改變。”也正是基于國際單位制變革帶來的重大影響,他今年帶來的提案內容是加快構建國家先進測量體系。

一次改寫教科書式的變革

? 從1967年第13屆國際度量衡大會實現對秒的重新定義,到2018年第26屆國際計量大會全票通過了關于“修訂國際單位制(SI)”的1號決議,至此國際計量單位制的7個基本單位全部實現由常數定義。方向說,新定義徹底顛覆了人類測量活動采用實物基準的歷史,全面開啟了以量子基準為核心的現代“先進測量”時代。世界測量技術規則將實現重構,國際計量體系正發生歷史性重大變革,由此帶來的影響廣泛而深遠。“可以想象,依托時間頻率實現的量值傳遞,使得我們今天在北京復現的量值,和我們的子孫后代未來在火星上復現的量值將是一致的。”

? 方向說,國際單位制的全面重新定義,被評價為“改寫教科書的巨大變革”和“自法國大革命以來測量科學最大的革命”。也正是因此,美國國家標準與技術研究院2016年就啟動了一項旨在超前布局、實現美國全面領先的行動計劃,即芯片上的國家計量院,并已經將最新技術成果首先應用于軍事領域;2018年12月,美國總統特朗普又簽署了《國家量子倡議法案》,其中將投入4億美元用于研究量子計量技術和測量標準。歐盟于2016年啟動“量子技術旗艦”計劃,將量子計量和傳感作為四大優先發展領域之一,并預測將在5年內得到應用。英國專門成立了先進量子計量研究院,加強對量子計量標準研究。在亞洲,日本和韓國也都投入巨資,競相開展相關計量研究。由此,全球發達國家和區域都已競相布局全新的、以量子計量為核心的各國現代“先進測量體系”。

? “整體來看,在我國對于國際計量單位制重新定義帶來的巨大發展機遇尚未得到應有重視。”方向介紹說,近年來,在各有關部門的支持和努力下,我國不斷加大量子計量基準的研究,已實現“秒”“米”、電學量等國際單位制的新定義,并在本輪溫度單位“開爾文”重新定義等方面作出重大貢獻,先后被授予多項國家科技進步一等獎。但圍繞國家現代先進測量體系的系統性布局顯著不足,相關計量基礎技術和設施還很薄弱,核心關鍵技術還未全面突破;軍民融合發展、產業創新發展的格局遠未形成。

中國計量迎來了“并道超車”的機會

? “按照此前的測量方式,如果將來人類登錄火星后需要稱重,還要把國際千克原器帶到火星上去比對校準。”方向說,過去依靠實物測量,測量標準和工具是分離的,此次國際單位制變革最顯著的特點就是未來的所有測量活動都將不再依賴于實物基準,而是通過網絡傳輸技術、依托高準確時間頻率基準信號,實現無處不在的準確測量。集多參量、高精度于一體的芯片級綜合測量,不受環境干擾無需校準的實時測量均將成為可能,進而催生整個測量體系的全面創新。

? “過去連彎道都很少有,哪里來的超車機會?”方向說,過去我們很多高端產業儀器基本全靠進口,因為在傳統的物理測量領域,發到國家的工業化程度很高,發展歷史很長,具有先天的優勢,我們經常處于追趕和跟跑的狀態。但是現在不一樣了,國際單位制變革讓我們站在了同一個起跑線上,我認為只有并道跑,才有更多的超越機會。”方向說,通過嵌入芯片級量子計量基準,把最高測量精度直接賦予制造設備并保持長期穩定,將為新一輪工業革命提供有力支撐。高穩定、強可靠、自適應、多功能、低消耗的先進測量技術將為人工智能提供可靠的感知,必將促進儀器儀表產業的顛覆性創新發展,也將為現代科技和軍事發展提供新的契機。

? 方向說,我國計量科技近年來發展迅速,獲得國際互認的校準和測量能力已躍居全球第三、亞洲第一;我國自主可控的國家時間基準達到3500萬年不差一秒,長度量子基準達到每米誤差不多于50納米,都躋身世界領先行列。“但是必須承認,我們目前的科研和國際一流水平還有不小的差距,計量科研工作者要克服浮躁情緒,繼續埋首潛心科研。”他說。

? “計量事關國家安全、產業發展、基本民生,其發展從來都不應該只是計量部門自己的事。”方向說,基于國際單位制變革帶來的重大戰略機遇,在今年的提案中,圍繞建立國家戰略體系、專項科研資金支持、改革體制機制等提出了3點建議。

? 一是高度重視國際計量單位制全面重新定義帶來的重大發展機遇,將以量子計量基準為核心的國家先進測量體系作為國家科技基礎設施發展的優先領域,納入國家重大戰略,并作為重點列入新一輪國家科技中長期發展規劃。

? 二是在國家重點研發計劃中,設立專項或重點支持量子計量基準、量子計量標準的核心技術研究,突破一批核心關鍵計量測試技術,盡快建立具有自主知識產權的測量標準和其他技術標準,支撐“國家先進測量體系”建設。

? 三是建立國家先進測量體系推進機制,大力發展以量子基準為核心的先進測量技術、測量設備,并優先應用于“計量軍民一體化建設工程”,實現自主可控,牢牢把握發展先機,推動計量與產業的深度融合。

? 當天的政府工作報告中,李克強總理提出要強化質量基礎支撐,推動標準與國際先進水平對接,提升產品和服務質量,讓更多用戶選擇中國制造、中國服務。

“國際單位制變革就是強化質量基礎的一個重要環節,也給了我們一個強化質量基礎的重要機遇。”方向認為,作為國家質量基礎設施,計量、標準、認證認可、檢驗檢測的重要性不言而喻,必須持續加大支持力度,走在前列。同時,計量準確又是標準、檢驗檢測等工作開展的前提,是基礎的基礎,只有統一準確的計量,才有可能保證測量活動的量值準確可靠,才能確保一切經濟社會活動的高標準和高質量。

計量教育也要從娃娃抓起

? 習近平總書記在2016年召開的全國科技創新大會上指出,科技創新、科學普及是實現科技創新的兩翼,要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置。

? 干了20多年計量工作的方向,始終將計量科普放在心上。2018年,在電視節目《國家寶藏》里擔任國寶“商鞅方升”現代守護人的方向,成為了名副其實的“網紅”,這給了他推動計量科普的新思考,他去年提交了的第一份提案就是關于加強計量科普的內容,今年的聚焦點依舊在此。

? “現在教科書中涉及到計量內容的,大多是高中和大學的教材,對計量科普來說,這遠遠不夠,應該在孩子小時候就接觸認知相關的內容。”談及計量科普,方向語氣稍顯嚴肅。

? “推進計量科普工作要靠方方面面,改革后的國際單位制將在今年5月20日世界計量日當天開始正式使用,這是一個宣傳的重要窗口期。”方向說,計量科普不能想起來就做一次,要借助各種各樣的大眾傳播媒介和科普活動,實現常態化傳播,“今后有機會我還會參加一些有利于推廣計量科普的節目。”

? 在方向看來,計量科普面臨的另一個難題是,如何利用有限的資金、有限的資源、有限的空間實現常態化的科普。“以實驗室為例,科研專家要在緊張繁忙的工作之余抽出一定的時間、犧牲一定的科研資源來進行科普工作,這兩者如何平衡是一個重要的問題。”據方向介紹,作為中國的國家計量院,中國計量院在推廣計量科普過程中始終不遺余力,將來會通過常態化的開放日活動和建立計量科學館等舉措,在保證計量科研不受影響的前提下,讓各個實驗室、每一個實驗區,都有一個科普基地,有一些互動設施和互動實驗。讓每一個青少年進去以后都能感知到計量科技的魅力。此外,還將在專項經費和考核機制等工作中加大對科普工作的支持和傾斜力度。

? “計量科普是一個很漫長的過程,但是只要一步步做起來,就一定會見成效。”方向語氣堅定地說。(來源:《中國質量報》3月12日頭版 作者:張文禮)

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