計(jì)量演進(jìn)：以“不變”應(yīng)萬(wàn)變

今年世界計(jì)量日的主題是：國(guó)際單位制（SI）量子化演進(jìn)。理解這個(gè)主題，要與2018年11月將要發(fā)生的一件大事關(guān)聯(lián)起來(lái)——當(dāng)月召開(kāi)的國(guó)際計(jì)量大會(huì)或?qū)⑼ㄟ^(guò)關(guān)于SI的一項(xiàng)重大變革，即SI將基于一套與物理定律一一關(guān)聯(lián)的定義。用量子化的方法定義單位制，意味著人類(lèi)在計(jì)量科學(xué)性和準(zhǔn)確性上又邁上了一個(gè)新臺(tái)階，標(biāo)志著一個(gè)嶄新計(jì)量時(shí)代的到來(lái)，更將對(duì)管理體系、國(guó)家治理體系、對(duì)人的傳統(tǒng)觀念帶來(lái)重大影響和挑戰(zhàn)。國(guó)際單位制是人類(lèi)進(jìn)步的一大標(biāo)志，也是促進(jìn)人類(lèi)不斷進(jìn)步的基礎(chǔ)性工具。1875年5月20日，17個(gè)國(guó)家在巴黎簽署“米制公約”，宣布了過(guò)去由皇權(quán)和王權(quán)決定測(cè)量單位定義造成測(cè)量單位混亂的時(shí)代結(jié)束，同時(shí)也開(kāi)始書(shū)寫(xiě)全球范圍采用國(guó)際單位制和保證測(cè)量結(jié)果一致的新歷史。但國(guó)際單位制并非一成不變，而是為適應(yīng)世界上不斷增加的測(cè)量需要而發(fā)展的。這些測(cè)量包括與科學(xué)、技術(shù)和人類(lèi)活動(dòng)相關(guān)的所有領(lǐng)域和所有準(zhǔn)確度水平。SI始于與人為認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)的米千克秒制（MKS）。這種標(biāo)準(zhǔn)基于當(dāng)時(shí)人們認(rèn)定的自然界不變量，如地球的自轉(zhuǎn)與大小，以及由一定量的水導(dǎo)出的一個(gè)重量（之后被統(tǒng)一確定為一個(gè)特定的鉑銥合金）。但隨著時(shí)間的推移，更加先進(jìn)的測(cè)量方法證明這些“不變量”實(shí)際上并非像之前認(rèn)定的那般恒定。為了解決這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家們還得尋找新的方法。他們發(fā)現(xiàn)，相比于宏觀的天文現(xiàn)象，微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定一些。如以銫原子的躍遷為基準(zhǔn)就比以太陽(yáng)平日長(zhǎng)度為參照定義“秒”更準(zhǔn)確。基于長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，1967年召開(kāi)的第十三屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)了秒的新定義：銫133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能階間躍遷對(duì)應(yīng)輻射的9,192, 631,770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間。從這個(gè)新定義以來(lái)的半個(gè)世紀(jì)時(shí)間里，全球計(jì)量學(xué)家共同努力，用以量子物理為基礎(chǔ)的自然基準(zhǔn)，將一個(gè)又一個(gè)實(shí)物基準(zhǔn)取代，7個(gè)基本單位都將以基本物理常數(shù)定義，從而全面突破時(shí)空變換的影響，滿(mǎn)足更加精準(zhǔn)、更加極端、更加快速、更加泛在的計(jì)量對(duì)國(guó)際單位制的要求。

國(guó)際單位制的量子化是計(jì)量學(xué)歷史發(fā)展的必然，這次革

命性的“演進(jìn)”，將極大地促進(jìn)人類(lèi)科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。人們已經(jīng)看到，米和秒這兩個(gè)單位的量子化定義大幅提升了測(cè)量的準(zhǔn)確度和范圍。米定義使測(cè)量準(zhǔn)確度提高了近10000倍，由此強(qiáng)力推動(dòng)了精密制造技術(shù)的提升和數(shù)字化控制技術(shù)的大范圍應(yīng)用；秒定義更是使測(cè)量準(zhǔn)確度提高了1000萬(wàn)倍以上，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星導(dǎo)航定位，成就了數(shù)萬(wàn)億美元的衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)品與服務(wù)市場(chǎng)?？梢酝贫?，隨著國(guó)際單位制量子化進(jìn)程加速，一大批新技術(shù)也將由此誕生，帶來(lái)產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展，成就更廣闊的產(chǎn)品和服務(wù)市場(chǎng)，并且深刻影響人們的工作和生活。

中國(guó)自古就有“以不變應(yīng)萬(wàn)變”的樸素辯證思想，這很契合國(guó)際單位制的演進(jìn)歷史。“不變”即國(guó)際單位制的普適性和一致性追求，其所“應(yīng)”者，即千變?nèi)f化的現(xiàn)實(shí)世界。國(guó)際計(jì)量局局長(zhǎng)馬丁·米爾頓曾說(shuō)：“當(dāng)我們反思21世紀(jì)快速變化的步伐，我們可以說(shuō)，‘唯一不變的事情就是變化本身’。用于計(jì)量的需求以及如何滿(mǎn)足這些需求也不例外。”國(guó)際單位制的量子化演進(jìn)，既體現(xiàn)了計(jì)量?jī)?nèi)含更準(zhǔn)確、更穩(wěn)定的“不變”精神，也反映了計(jì)量適應(yīng)萬(wàn)事萬(wàn)物變化并推動(dòng)其向更好方向變化的終極追求?？梢钥隙?，未來(lái)計(jì)量仍會(huì)不斷演進(jìn)，但“萬(wàn)變不離其宗”，她終將伴隨人們認(rèn)識(shí)自然、利用自然、追求美好生活的腳步跨越時(shí)空，“進(jìn)”無(wú)止境！