計量的發展及其當今的計量工作

    一、計量學的發展史與物理學的發展緊密相關

    近代物理學的發展是從經典力學開始的，它研究宏觀物體的低速機械運動的現象和規律，可追溯到17世紀初。這時歐洲的科學發展迅速，物理學已開始發展成為一門測量科學，它逐步引入了“物理量”的概念。如質量、力和加速度等，用它們之間的相互關系描述物理現象。英國物理學家牛頓深入研究了經典力學的經驗規律，發現了它的基本規律，以牛頓三定律和萬有引力定律表示，奠定了經典力學的基礎。在這些定律中，物理量之間的數學關系可看作是某個物理量的定義，也可看作是一種現象或物質性質的定義。因而近代計量學的發展是與近代物理學同步發展和互相促進的。當物理量的測量知識逐漸形成科學體系，計量學就從實驗科學中分離出來，成為一門提高物理量量化精確性的科學。隨著天文學、數學、原子物理和量子物理學的不斷發展，社會經濟、文化不斷進步，近代計量學的研究對象擴展，專業門類增多，量程從宏觀拓寬到微觀領域。計量學的內容更加完備，通常可以概括為：計量單位和單位制；計量器具（包括基準器和標準器）；量值傳遞和溯源；物理常數、材料和物質特性的測定；不確定度、數據處理和測量理論及其方法；計量法制管理等方面。從計量的社會功能可分為科學計量、工程計量和法制計量。如果從伽利略到牛頓時期的近代科學革命算起，近代計量學已有300多年的歷史，大致可分以下三個階段。

    1、近代計量學和米制的創立

    英國物理學家牛頓于1685年完成了萬有引力定律和機械運動三定律的論證和描述，建立起完整的經典力學體系。牛頓力學對熱學、電磁學等的研究產生重大影響，也為近代計量學的創建和測量技術的發展奠定了基石。在近代物理量，如：質量、力、長度、能量、速度、時間、加速度、壓力、溫度等；創造了許多測量儀器和裝置，如天平、溫度計、脈博計、望遠鏡等。但是，科學家們都越來越受到多種物理量單位制的雜亂和無規律的擾亂，無法準確地交流他們的實驗結果，迫切需要確立能在國際間通用的物理量單位及其標準。

    從18世紀50年代起，法國科學家們開始尋找一個適用于世界各國的通用單位，以便以它為基礎得到一種在所有國家都能使用的計量單位制。1790年，法國國民議會責成科學院組成計量改革委員會。次年，委員會提議以赤道到北極的子午線的千萬分之一為基本長度單位，并成立了測量子午線、計算、試驗擺的振動、研究蒸餾水的重量以及比較古代計量制度五個小組。1793年，委員會又提議使用已有的測量結果盡快建立新的計量制度。1795年4月7日，國民議會頒布新的度量衡制度：采用十進制；米的長度以自北極到赤道段經過巴黎的子午線的一千萬分之一為標準；質量單位以1立方分米為溫度為攝氏4度純水在真空中的質量。1799年，測繪學家的大地測量工作最終完成，鑄出了純鉑米和千克原器。同年12月10日，頒布法律確定米和千克的值。1837年7月4日的法令終于確定法國從1840年1月1日開始實行“米制”。為紀念這一盛事，制作了紀念章，上面寫著：“永遠為人類服務”。“米”是近代計量學中第一個以自然物為基準的單位，法國政府和法國科學家從提出方案、測量子午線到制作米原器和千克原器，以至在全民中通行米制單位，前后用了50年時間，為計量學的發展做出了重大貢獻。

    2、從《米制公約》到國際單位的建立

    19世紀初期，英國工業革命蓬勃發展，法國也開始了工期業革命，從19世紀70年代起，法國發生了電力的廣泛使用為標志的第二次工業革命。19世紀的自然科學經歷了突飛猛進的發展，并相繼建立起熱力學、電磁學、化學等學科并得到了技術應用。數學長足進步，不斷推出新概念和新方法。天文學、地學有很大發展。光學、生物學、有機化學也隨之興起。科學的進步為計量學發展奠定了理論基礎。

    19世紀初，米制開始向世界普及。1851年，第一屆萬國博覽會（世界博覽會）在倫敦舉辦。會上，展出的巴黎工藝院米尺，參觀者及見此精良制造之尺，十分驚喜，認為必須有統一的度量衡制，才能對陳列品比較其優劣、評定其價值。1855年，在巴黎的一次國際會議上，與會者創議設立度量衡研究會，推行米制。同年，巴黎萬國工藝博覽會審查委員會開會討論實行米制辦法，要求委員們“各盡心力，勸告本國政府及有識之士，推行米制，以謀公益”。1864年，英國允許米制單位同英制單位并用。同年，德國也全部采用米制。1867年，巴黎世界博覽會期間，在世界工業巨大發展的強烈影響下，一批科學家創建了度量衡和貨幣委員會，專門研究和推動兩者的世界計量單位制已是大勢所趨。1869年，法國政府邀請許多國家派代表參加“國際計量委員會”。1872年，由30個國家的代表繼續開會，再次肯定上次會議關于制造米和千克新原器并向各與會國提供復制品的決議。1875年3月1日，法國政府召開“米制外交會議”。5月20日，17個國家（法國、荷蘭、比利時、盧森堡、西班牙、哥倫比亞、墨西哥、葡萄牙、意大利等）的全權代表簽署了《米制公約》，決定成立國際計量局（BIPM），這是計量學走向國際統一的里程碑。國際計量大會（CGPM）在2000年第21屆大會上確定以每年5月20日作為世界紀念日，每年這一天，世界各國都將開展提高計量意識的宣傳活動。

    1875年《米制公約》簽訂以后，新成立的國際計量局在“國際計量委員會（CIPM）”的領導下集中全力準備米和千克原器和各種復制品的制造工作并籌備第1屆國際計量大會。1889年，第1屆國際計量大會（CGPM）召開。會議明確“議定必要的措施，并督促實施，以保證米制的現代形式——國際單位制的普及和改進”為它的主要任務。就在這次會上，批準了米和千克兩個單位的定義。1901年的第3屆國際計量大會對質量、重量、時間的單位也作了明確的定義，于是就建立了國際單位。

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      3、國際單位制的發展和結果的國際多邊認證
      以7個基本單位為基礎的國際單位制的建立標志著計量學發展進入了一個新的階段，它實現了計量單位在各國、各地區以及科技、經濟社會各領域中的廣泛通用的目標｛長度  米、質量  千克（公斤）、時間  秒、電流  安[培]、熱力學  溫度開[爾文]、物質量  摩[爾]、發光強度  坎[德拉] ｝。雖然，美國目前尚使用部分英制單位，但以國際計量大會，國際計量委員會為權威單位的一切文件、決定和國際推薦值，均一律采用國際單位制。我國于1984年，國務院發布了《關于在我國統一實行法定計量單位的命令》，在其后頒布的計量法中，也明文規定采用國際單位制。從此，沿用了幾千年的尺、寸和斤、兩已為米和千克代替。采用國際單位制是我國計量領域與國際全面接軌的重大舉措。
      計量學發展的另一個重要進展，是在建立測量和校準結果的國際多邊互認制度方面。1985年，英國率先成立了全國統一的國家認可機構。這是由國家法律或政府授權的一個權威性公正機構，依據正式發布的認可要求，對認證機構、檢驗機構（測試實驗室）或人員等從事的有關測量的能力實施評定，對符合要求的機構或人員進行注冊，并向社會公布，證明被認可（注冊）的機構或人員具備相應能力的活動。這是由權威機構對組織從事檢驗、檢查、認證等評價活動的能力給出予正式承認的程序。
近年來，這種制度逐漸在國際上推廣使用。世界各國的評定機構之間，在按照規定的規則程序，通過國際評審，證明合格評定過程的等效性的基礎上，相互接受合格評定的結果。這種相互承認活動可以在國家、區域和國際三個層次上進行，通過簽訂雙邊或多邊相互承認協議加以規定和實施。1997年至1998年間，由國際計量局在巴黎召開了兩次《米制公約》成員國國家計量院院長會議，簽署了有關標準和測量證書的互認協議，并在成員國之間開展100多項的關鍵比對，以利于實現量值的國際統一。國際上在科學研究、工農業生產以及多邊貿易的發展方面可以具有統一的計量標準和單位量，正朝著近代計量學的最終目標——以最高準確度統一全世界的物理測量大步邁進。
2000年10月17日，國際計量委員會隆重舉行國際計量局成立125周年紀念大會，總結一個多世紀以來從近代計量學發展到現代計量學所取得的輝煌成就。
      二、計量在現今經濟和社會生活中的作用
計量是國民經濟的一項重要技術基礎，它在經濟可持續發展，安全健康，科技創新中起著重要作用。在貿易全球化的今天，我們更有必要建立全球測量體系，重新認識和充分發揮計量的基礎性作用，為推動區域經濟、全球經濟的發展發揮更大的作用。
      1、計量與工業競爭力
      當前隨著科技的迅猛發展，以及技術創新的需要，迫切需要對一些特殊的參數進行測量和溯源，如衛星定位系統要求更高，更準確的測量；納米測量的統一；生物工程、食品、農藥、環保等領域的測量、有害物質分析用標準物質以及測量方法。這些都說明，計量始終為新技術新材料進行把關監控，是創新體系中最重要的保障手段。
      作為工業（原材料、工藝裝備和最終產品）的三大計量測試也是工業生產的重要條件，是各個企業生存和發展的重要保證，更是競爭的條件，任何企業要想在競爭日益激烈的市場中占有一席之地，它提供的產品和服務必定是市場所需要的高質量的產品和服務。我國加入WTO后，企業將直接參與國際市場競爭，競爭力的大小決定了在市場上所占產品和服務的份額，而計量測試能力是工業競爭力的重要組成部分。產品實物質量的控制一直是計量測試的主要對象，但是隨著科學技術的快速發展，傳統計量技術在量程范圍，穩定性，動態性能等方面遠不能滿足高新技術產品的發展要求，工程測量、超常態量值、現場動態在線測量、綜合量等自動測量不斷涌現，測量技術的發展對企業的競爭力提出了新的更高要求。
      集約化生產依靠的是高科技、高投入，高度專業化分工和社會化協助以及高水平、高效率的管理，得到的是高效率高質量的產出。朱鎔基總理曾經指出：憑數據指導生產監控工藝，檢測成品、質量才能真正得到保證，沒有準確的計量，就沒有可靠的數據，就無法正常控制工藝過程，也就不可能生產出高質量的產品。實踐證明，計量檢測能力和水平，決定著產品質量、產品開發乃至技術發展的極限，先進的計量檢測和先進的生產力是聯系在一起的，并超前于先進的生產技術的發展。質量管理能力是企業市場競爭力的另一個重要體現，而通過ISO9000質量管理體系認證，計量占有十分重要的位置。
      2、計量與貿易
      我國加入WTO后，市場國際化進程迅速加快，國際貿易在經濟中可占的比例不斷提高。
近年來，世界各國對建立全球計量體系的呼聲越來越高。貿易和服務全球化的基礎，就是建立準確一致的全球測量體系，在國際貿易中成功的交易越來越依賴于建立與全球測量體系協調一致的國家測量體系，不等效的標準或缺乏準確一致的測量都可能阻礙產品進入市場，要保證國家測量體系與全球測量體系的一致性則要通過計量標準的關鍵比對，通過國家實驗室的互認，認可機構的互認，從而保證國家間測量的可比性，實現測量結果和證書的互認。只有這樣，才利于全球貿易的健康發展。由于我國某些基標準，未能取得國際認可的證書，中國的許多企業，特別是合資公司只得將自己的產品送到國外檢驗。如果國內建立相應的標準且具備檢測手段，且得到國際上的承認的話，就可以為這些公司提供測量服務。所以，我們必須加快基、標準的建設，通過比對和相互承認，統一協調一致性的法規和計量單位、產品標準后，就能與國際接軌，從而消除由于測量帶來國際貿易的障礙，成為區域性計量測試中心，為亞太經濟的發展發揮更大的作用。我們應該加強區域計量合作，實現測量體系的互認，機構的互認，為用戶推行“一站式”檢測，讓計量有力促進貿易的發展。
      3、計量與市場經濟秩序
      我國在建立市場經濟的過程中，不可避免出現了一些新問題和新情況，當前，我國政府正在進行整頓和規范市場經濟秩序，集中力量嚴厲打擊直接影響人民群眾身體健康和生命安全的假冒偽劣商品；嚴厲打擊出口中的假冒偽劣商品；守好國門，把好進口關，打擊走私和各種非法進口活動。在整頓和規范市場經濟秩序中，我們質量技術監督部門肩負著重要任務，計量是質量技術監督的重要組成部門，理應發揮積極作用。近年來，我們武漢市的計量行政部門和技術機構，積極參與整頓和規范市場經濟秩序工作，開展供水、供電、供氣、電信等特殊行業的計量監督管理，規范市場計量行為；進一步開展計量器具生產企業的整頓，規范企業生產行為；開展市場上銷售計量器具執法大檢查，規范計量器具銷售市場行為；開展醫療衛生單位計量執法檢查，確保百姓身心健康；全面實施“光明工程”，規范眼鏡生產、經銷企業行為，讓消費者戴上放心眼鏡；加強對定量包裝產(商)品的計量監督檢查，打擊“短秤少量”的行為，保護消費者的利益；開展農用物資定量包裝商品的檢查，保護農民利益；開展糧食購銷過程中的計量監督檢查，打擊壓量、壓級、壓價的違法行為，保護農民的利益。這些工作的推進充分發揮了計量在整頓和規范市場秩序、凈化市場、維護各方權益等方面的促進作用，為我市經濟的健康發展發揮較好的作用。

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      4、計量與環境、健康
      改革開放以來，隨著生產力的進一步發展，人民的生活水平得到較大的提高，正由溫飽型向小康型轉變。與此同時，老百姓對環境、生態、安全健康、城市化進程等涉及生活質量的計量工作提出了新的要求。在積極享受、倡導綠色消費的同時，也發展了與人民生活質量有關的計量。目前老百姓除關心天氣外，也十分關心生存空間的質量，如從大氣污染、水資源的保護，全球氣候變暖等，我國各級政府也已采取積極有力措施，保護水資源，防止污染，治理噪聲，控制尾氣排放，在這些治理過程中，首先必須依靠計量測試裝備的量值準確可靠，同時又要管好環境監測的儀器，在發展環保測量科學和推進可持續發展中發揮了計量的作用。
      環境保護離不開計量，保證人民生命安全，身體健康，同樣離不開計量，在現代工業生產中，當處于高溫高壓、易燃、易爆、有毒、輻射等生產環境時，必須以相應的計量測試和計量控制為前提，如果沒有完好、準確、先進的計量測試，人類安全就得不到保障。
      現代醫療更多地依賴于臨床檢查結果作出判斷。如目前臨床大量使用的各種生化分析儀、體溫計、血壓計、心電監護儀、理療儀等。這些儀器計量和化驗不準，將會帶來嚴重后果，例如，血壓計失準，醫生將高血壓患者誤診為低血壓，給患者開升壓處方，將會給病人造成不良后果。特別是放射性治療儀，其劑量控制在范圍內可能治病，但超量就有可能危及人類的生命。如醫用X－CT機射線減弱系的校準是至關重要的，其成像技術中規定：空氣CT值為－1000，水的CT值為0，只有當這兩個校準點的誤差以及統計噪聲水平滿足一定的要求時，X－CT機的工作狀態才能得以保證。X－CT機不進行定期校準造成使用狀態不好，就會影響成像質量，如果誤診或貽誤治療機會，將給老百姓帶來嚴重的痛苦。因此，使用量值不準確計量器具所測得的數據，冠以“科學”的測量形成化驗結果，作為診斷治療的依據，就更具有欺騙性。這將造成輕病當重病，無病當有病，病人痛苦和藥物浪費的不良后果。計量確確實實是人類健康的保證。我們武漢市的計量行政部門和技術機構在計量與環境、健康等方面做了大量的有效工作。
       5、計量與消費者
       作為消費者，一天也離不開計量。消費者的行為主要集中在零售貿易之中，而在零售貿易中保護消費者利益則是首要的。計量是保護消費者權益的重要手段。
       當前武漢正在整頓和規范市場經濟秩序，加強六大類涉及人民生活的重點計量器具的監督管理(出租車計價器、燃油加油機、水表、電能表、煤氣表、電話計費器)，在定量包裝商品管理過程中積極推行C標志、推行“光明工程”等等。這些都是保護消費者利益的具體措施。民用三表涉及到千家萬戶，理應作為法制計量管理的重點，對這些民生計量器具的管理，應集中體現在為收費糾紛的仲裁測量上。2000年，武漢南湖花園由于電費糾紛，在公證部門的公證下，委托我市計量部門檢測673塊電能表，經法制計量實驗室檢測，67%的電能表不合格，出現正差，最大誤差達11%(標準為±2%)，由于多收了市民的電費，依據所測量的數據供電部門最后不得不按誤差額，退還了多收的電費，此事經媒體多次曝光，并譽為“飛毛腿”電能表事件，引起了電能供應商，既賣電、又收費，同時校表是否合理的質疑，受到國家技術監督局的肯定，此事為探索民用“三表”管理模式的改革提供了有力的依據。
      近幾年來，定量包裝商品的品種和數量增長較快，據統計，國外發達國家已達80%，中國目前也已達25%左右。我們通過推行C標志，貫徹《定量包裝商品計量監督規定》，從源頭(企業)和市場兩個方面，進行監督管理，重點發展超市，連鎖經營等經營業態，加強與消費者生活密切相關的方便面、小食品、茶葉、酒、調味品、洗滌品、化妝品、海產品、冷凍食品以及節令特色食品，重點商品的監督。通過追根查源，加強管理，確保計量準確，保護了消費者的利益。
      出租車計價器，涉及人們的出行，多年來，我們重點打擊私拆鉛封，利用遙控手段私自疊加脈沖信號，改變計價器參數的違法行為，并運用新的計量科技手段，設置密碼和鎖住下限值，結合城市路面可能的極限速度分析等偵破手段，使出租車計價器檢測的合格率達到95%以上，凈化市民乘車環境。
      計量還在綠色消費等新的領域發揮著積極作用。近年我們在法制計量實驗室開展住宅裝修材料中特別是天然石材放射性物質的檢測和“無公害”蔬菜的檢測。
      計量是科學技術和社會生活的重要技術基礎，可以說任何科學、任何部門、任何行業以至于任何活動都直接或間接地，有意或無意地需要計量，正所謂“沒有計量寸步難行”，當前國際競爭日益激烈，如何使計量更能體現和發揮對經濟和社會的作用，我們認為既有政府和社會各界對計量工作的全面認識，也依賴于計量機構和計量工作者總結、拓展和宣傳的力度。作為計量工作者，只有不懈努力，總結、分析，提高計量在經濟中的顯示度，讓政府和全社會直觀體現到計量的作用，才能最大限度爭取政府和社會的理解和支持，才能更好更有效地促進武漢市經濟和社會的發展，為消費者造福。我們計量工作的同仁們將共同努力，作出更大的成績。

[ 本帖最后由 duomeiti 于 2007-2-9 00:01 編輯 ]

好資料，非常詳細，感謝感謝。