近代物理學的發展是從經典力學開始的,它研究宏觀物(wù)體的低(dī)速機械運動(dòng)的現象和規律,可追(zhuī)溯到17世紀(jì)初。這時歐洲的科學發展迅速,物理學已開始發展成為(wéi)一門測量科學,它逐步引(yǐn)入了(le)“物理量”的概念。如(rú)質(zhì)量、力和加速(sù)度等(děng),用它(tā)們之間的相互關係描述物理現象。英國物理(lǐ)學家牛頓深入研究了經典力學的經驗規律和初步的唯象理論,發現了(le)它的基本規(guī)律,以牛頓三定律和萬有(yǒu)引力定律表示,奠定(dìng)了經典力(lì)學的基礎。在這(zhè)些定律中,物理量(liàng)之(zhī)間的(de)數(shù)學關係可看作是某個物理(lǐ)量的(de)定義,也可看作是一(yī)種現象或物質性質的定義。因而,近代計量學的發展是(shì)與近代物理學同步發展和互相促進的。當(dāng)物理量的測量知識逐漸形成科學體係,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(wén)學、數學、原子(zǐ)物理和(hé)量子物理學的不斷發展,社會經濟(jì)、文化不斷進步,近代計(jì)量學(xué)的(de)研究對象擴(kuò)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:計量單位和單位製;計量器具(包括基準器(qì)和標準(zhǔn)器);量值傳遞和溯源;物理常數、材料和物質特性的測定;不確(què)定(dìng)度、數據處理和測量理論及其方法;計量法製(zhì)管理(lǐ)等方麵。從計量的社會功能(néng)可分為(wéi)科學計量、工程計量和(hé)法(fǎ)製計量。如果從伽利略到牛頓時(shí)期的近代科學革命算起,近代(dài)計量學已有300多年的曆(lì)史,大致可分以下三個階段。
一(yī)、近(jìn)代計量學和米製的創立
16世紀末(mò)近代科學開始興起。17世紀30年代,近代(dài)物理學之父意大利科學家伽利略做了著名的落(luò)體實驗和斜麵滑球實驗,論證了自由落體運動是勻(yún)加速運動,物體下落的快慢與物(wù)體的質量無關,斜麵上小球運動速度與時間(jiān)成正(zhèng)比,運動距離與時間的二次方(fāng)成正比。1653年,法國物理學家帕斯卡發明了帕斯(sī)卡定律(lǜ),1663年,英國化學家(jiā)、物理學家波意爾創立了波意爾定律。英國物理學家牛(niú)頓,在開普勒定律的基礎上,於1685年完成(chéng)了萬有引力定律和(hé)機械運動三定律的論證和描述,建立起完整(zhěng)的經典(diǎn)力學(xué)體(tǐ)係。牛頓力學對熱學、電磁學等的研究產生重大影響,也(yě)為近代(dài)計量學(xué)的創建和測量技術的發展奠定了基石。在近代物理學實(shí)驗過程(chéng)中,逐步確立了許(xǔ)多(duō)物理量,如:質量、力、長度、能量、速度、時間、加速度(dù)、壓力(lì)、溫度等;創造了許多測量儀(yí)器和裝置,如天平、溫度計、脈搏(bó)計、望遠(yuǎn)鏡等。但是,科學家們都越來越受到多種物理量(liàng)單位製(zhì)的雜亂和無規律的擾亂(luàn),無法準確地交流他們的實驗結(jié)果,迫切需要確(què)立(lì)能在國際間通用的物理量單位及其標準。定量研究熱現(xiàn)象的第一個標誌是測量物體(tǐ)的(de)溫度。1593年,伽利略利用空氣受熱膨脹和遇冷收縮的原(yuán)理製作了(le)以空氣作為(wéi)測溫物質的第(dì)一支(zhī)溫度計,但沒有固定的刻度。此後,又出現了以酒精或水銀為測溫物質的玻璃溫度計,但因重複性不夠好,並未形成測量(liàng)標準。1665年荷蘭物理學家惠更斯提出以(yǐ)冰(bīng)或沸水的溫度作為(wéi)計量溫度的參考點。1703年,丹(dān)麥學者(zhě)羅默則選用冰、水和食鹽的(de)混合溫度作為零點。1714年,德國物理學家華倫海(hǎi)脫首先用水銀製成(chéng)了數值穩定的溫度計,水銀的使(shǐ)用大大擴展了測量範圍,他選定了兩個(gè)參考點:以氯化(huà)銨與冰水混合(hé)物的溫(wēn)度為(wéi)零華氏度,以人體的溫度為96華氏度,中間分為(wéi)96等分。後來,又作了調整,以水的沸點為212華氏度,純水的冰點為32華氏度。調整後(hòu)的人(rén)體溫度為98.6華(huá)氏度,至(zhì)今一些西方國家仍沿用這種(zhǒng)華氏溫標。1742年,瑞典物理(lǐ)學家攝爾西斯,提出了一個新的測溫係統,以水銀為測溫物質,將水的沸點(diǎn)定為零攝氏度,冰點定為100攝氏度,成為百分(fèn)度的溫標。8年以(yǐ)後,他的同事建議把標度顛倒過(guò)來,這就是著名的攝氏溫標,至今仍得到國際上的廣泛應用。測溫單位和溫標的建立,充分說明近代物理學促進了近代計量學的發展。
另一方麵,在17世(shì)紀和18世紀期間,歐洲一(yī)些國家沿用各種不同的法定(dìng)度量衡單位。法國於15世紀(jì)末,以利佛(livre,約合490克)為重量單位,1670年前後,又使用脫瓦斯(Toise,約合1.95米)為長(zhǎng)度單位,1/6脫瓦斯為1(法國)尺(chǐ)(pied,約合32.5厘米)。1603年,英國使(shǐ)用磅(pound,約合454克),1/16磅為1盎司(ovnce,約合28.35克);碼(yard,約合0.9144米),1/3碼為1英尺(foot,約合30.5厘米),1/12英尺為(wéi)1英(yīng)寸(inch,約合2.54厘米)。這和歐洲當時迅速發展的工業(yè)、貿易和科學技術交(jiāo)流的需(xū)要極不適應。
從18世紀(jì)50年代起,法國科學家們開始尋(xún)找一個適用於世界各國的通用單位,以便以它為(wéi)基礎得到一種(zhǒng)在所有國家都能使用的計(jì)量單位製。1790年,法國國民(mín)議會責成科學院組成計量(liàng)改革委員會。次年,委員會提議以赤道(dào)到北極的子午線的千萬分(fèn)之一為基本長度單位,並成立了測量子午線、計算、試驗擺的振動、研究蒸餾水的重量(liàng)以及(jí)比較古代計量製度五個小組。1793年,委員會又提議使用已有的測量結果盡(jìn)快建(jiàn)立新的計(jì)量製度。1795年4月7日(rì),國民議會頒布新的度量衡製(zhì)度:采用十進製;米的長度以自北極到(dào)赤(chì)道段經過巴黎的(de)子午線的一千萬分之一為標準(zhǔn);質(zhì)量單位以1立方分米(mǐ)溫度為攝氏4度純(chún)水在真空中的質量。1799年,測(cè)繪學家的大地測量工(gōng)作最終完成,鑄出了純鉑米和千克原器。同(tóng)年12月10日,頒布(bù)法律確定米和千克的值。1801年(nián),政府下令改用新(xīn)製(zhì),但遇到許多阻礙,至1812年,拿破侖·波拿巴廢新複舊,以(yǐ)順民情。其後科學文化日進,1837年7月4日的法令終於確定法國從1840年1月1日開始實行“米製”。為紀念這一盛事,製作了紀念章,如圖1所示。上麵寫著:“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(dān)位,法國政府和法國科學家從提出方案、測量子午線到製作米原器和千克原器(qì),以至在全民中通行米製單位,前後用了50年時間,為計量學的(de)發展做出了重大貢獻。 [page_break]
二、從《米製公約》到國際單位(wèi)製的建立
19世(shì)紀初期,英國工業革命蓬勃發(fā)展,法國也開始(shǐ)了工業革命(mìng),從19世紀70年代起,德(dé)國發生了以電(diàn)力的廣泛使(shǐ)用為標誌的第二次工業革(gé)命。19世紀的自然(rán)科(kē)學經曆了突飛猛 進(jìn)的發展,科學家(jiā)受牛頓力學的影響,在實驗科學中取得許多重大突破,如:焦耳定律、卡諾熱循環理論、安培電流定律、法拉(lā)第(dì)電磁(cí)感應理論、麥克斯韋電磁場理論、拉瓦錫氧的發現和氧化學說等。相繼建立起熱力學、電磁學、化學等學科(kē)並得到了技術應用。數學長足進步(bù),不斷(duàn)推出新概念和新方法。天(tiān)文學、地學有很大發展。光(guāng)學、生物學、有機化學也隨(suí)之興起。科學的進步(bù)為計量學發展奠定了理論(lùn)基礎。
19世紀初,米製開始向世界普及。1820年,米製先由歐洲幾個(gè)低地國家(荷(hé)蘭、比利時、盧森堡)所采用,接著西班牙、哥(gē)倫比亞、墨西哥、葡萄牙、意大利(lì)以及很多(duō)其它國家相繼采用。1851年,第一屆萬國博覽會(世(shì)界(jiè)博覽會(huì))在倫敦舉(jǔ)辦。會上,展出的巴黎工藝院(yuàn)米尺,參觀者及見此精良製造之尺,十分驚喜,認為必須有統(tǒng)一的度量衡製,才能對陳(chén)列品比較其優劣(liè)、評定其價值。1855年,在巴黎的一次國際(jì)會議上,與會者創議設立度量衡研究會,推行米製。同年,巴黎萬國工藝博(bó)覽會審查委員會開會討(tǎo)論實行米製辦法,要求委員們“各盡心力,勸告本國政府及有識之士,推行米製,以謀公(gōng)益”。1864年,英國允許米製單位同英製單位並用。同年,德國也全部采用(yòng)米製。1867年,巴黎世(shì)界博覽會期間(jiān),在世界工業巨大(dà)發展(zhǎn)的(de)強烈影響下,一批科學家創建了度(dù)量衡(héng)和貨幣委員會,專門研究(jiū)和推動兩者的世界統一任務。可見當時統一世界計量單位製已是(shì)大勢所(suǒ)趨。1869年,法國政府邀請許多國家派代表參加“國際計(jì)量委員會”。1870年8月,有24個國家派了(le)代表到巴黎開會,後因普(pǔ)法戰爭會議中止。1872年,由30個國家的代表繼續開會,再次肯定上次會議(yì)關於製造米和千克新(xīn)原器並(bìng)向各與會國提供複製(zhì)品的(de)決議。1875年3月(yuè)1日,法國政府召開“米製外交會(huì)議”。5月20日,17個國家的全權代表簽署了《米製公約》,決定成立國際計量局(BIPM),這是計量學走向國際統一的裏程碑(bēi)。
1875年《米製公約》簽訂以後,新成立的國際計量局在“國際計量委員會(huì)(CIPM)”的(de)領導下集中全力準備米和千克原器和各種(zhǒng)複(fù)製品的製造工作(zuò)並(bìng)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,並(bìng)督促實施,以保證米製的現(xiàn)代形式——國(guó)際單(dān)位製的普及和改進”為它的主要任務。就在這次會(huì)上,批準了米(mǐ)和千克兩個單位的定義:
1.長度單位米的定義:“長度的單位是米(mǐ)。規定為國際計量(liàng)局所保存的鉑銥(yī)尺上的兩(liǎng)條(tiáo)中間刻線的軸線在0°C時的距離,這根鉑銥尺已被國際計量(liàng)大會宣布為米原器(qì),保(bǎo)存在標準大氣壓下,放在兩個對稱地、置於同一水平麵上並相距571毫(háo)米的直徑至少為1厘米的圓柱上”。
圖1 米製紀念章圖案
2.質量單位(wèi)千(qiān)克的定義也在這次大會同時通過,采用鉑銥合(hé)金製(zhì)的(de)圓柱體砝碼為千(qiān)克的定義(yì)。1901年,第3屆國(guó)際計量大會進一步明確作了以(yǐ)下規定:
(1)千克是質量單位,它等於國際千克原器的質量;
(2)“重量”一詞表示的量與“力”的性質相同;物(wù)體的重量是該物體的質量與重力加速度的乘積;特(tè)別是,一個物(wù)體的標(biāo)準重量是該物體的質量與標(biāo)準重力加速度的乘積(這條規定現已不(bú)再適用)。質量單位最(zuì)初的定義也源於米(mǐ),千(qiān)克砝碼(mǎ)是根據1立方分米水在密度最大時的的質量製作的。當(dāng)然米尺和千(qiān)克砝碼在1889年得到國際計量大會正式批準(zhǔn)後,已成獨立的定義(yì),不再依賴於地球子午線的四千萬分(fèn)之一的長度和1立方分米水的質量。
長期以來,時間單位秒的定義也依賴於地球。第一次定義是(shì)在1820年(nián),科學家根據觀測(cè)地球自轉和繞太陽公轉的周期來確定時間,因為人們的計時習慣是與1晝夜時間(jiān)密切(qiē)相關的,而一年中每(měi)個晝夜的長短各不相同,故用平均的晝夜時間即平太陽日(rì)進(jìn)行(háng)定(dìng)義,即
1秒=1平(píng)太陽日/86400
這樣定義的秒亦稱平太陽秒。在隨後的(de)約一個世紀(jì)內,均未發現地球自轉的不穩定性。1930年,出現了振蕩周期非常穩(wěn)定的石英晶體振蕩器,由此發現了平太陽(yáng)秒的變化約為1×10-8量級,即(jí)一晝夜約有1ms的變化(huà)。為了(le)避(bì)免地球自轉和(hé)公轉不均勻對秒定義的影響,因此於(yú)1960年對秒作第二次定義時(shí),是用1900年的回歸年,即曆書上的(de)特定的回歸年進行定義的,即
1秒=1回歸年/31 556 925.9747
這(zhè)樣定義的秒,亦稱曆書(shū)秒,比第一(yī)次定義的準確度高一(yī)個量級,達到1×10-9。1901年,在電磁學發展並得到(dào)廣泛應用的背景下,意大利的G. G. 喬吉倡(chàng)導建立(lì)米、千克、秒單位製與一個實用的電單位(例如電壓或電阻(zǔ)單位(wèi))結合起來,建立以四個基本單位為基礎的一貫單位(wèi)製。1921年,第6屆國(guó)際計量大會修訂了《米製公約》,確定了建立(lì)和(hé)保存電學單位基準,並組織各國的基準比(bǐ)對。
在此期間,由於熱力學和測溫技術的發展,已開始了建立溫度標(biāo)準的工作。在18世紀(jì)華(huá)氏溫標和攝氏溫標的基礎上,1824年,法國工程師卡諾(nuò)(S.Carnot)提出了熱機中的卡諾循環原理。1848年,英(yīng)國物理學家湯姆遜(W.Thomson)用(yòng)卡諾循環中熱功與溫度成正比的公式,提出了建立熱力學溫標的方案,並以(yǐ)複(fù)現性很好的水的三相(xiàng)點為參考(kǎo)點。1854年,開爾文建議用上述(shù)方案建立熱力學溫標。1840年,美國的愛迪生發明了電燈,人類(lèi)在生產和生活上逐漸進入(rù)一個電氣化的新(xīn)時代(dài)。1860年,英國率先規定(dìng)了發光強度的單位,這是在電燈發明前所規定的(de)標準光源——燭光,即采用一支標(biāo)準蠟燭的發光強度作為單位,稱為燭光(candel)。1909年,美、英、法等(děng)國決定用一(yī)組碳(tàn)絲白熾燈代替蠟燭成為發光強度的國(guó)際標準,取名為國際燭光。
由此可見,從19世紀中期至20世紀初期的半個多世紀內,在一批物理學家和工程技術名家的(de)共同努力下,已先(xiān)後建(jiàn)立起長度、時間(jiān)、質量、電(diàn)單位、溫度和(hé)光度等6個單位的國際標(biāo)準(zhǔn),為今後建立更加完善的(de)國際單位體係奠定(dìng)了良好的科學基礎。
1948年,第9屆國際計(jì)量大會確定了以電流(liú)單位(安培)作為第四個基本單位,而電壓和電阻單(dān)位作(zuò)為導出單位,但可以作為複現電單位的根據。
1960年,第11屆國際計量大會將基於米、千克、秒、安培、開爾文(wén)和坎德拉等6個基本單位的單位製命名為國際單位製(SI)。1971年,第14屆國際計量大會又通過了物質的量的單位(wèi)——摩爾的定義,並決定摩爾為國際單(dān)位製7個基本單位之一(yī),使以7個基(jī)本單(dān)位為基礎的國際單(dān)位製得到了進一步完善。[page_break]
三(sān)、國際單位製的發展和測量及校準結果的(de)國際多邊互認(rèn)
以7個基本單位為基礎的國際單位製的建立標(biāo)誌著計量學發展進入一個新(xīn)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。雖(suī)然,美國目(mù)前尚使用部分英製單位,但以國際(jì)計量大會、國際計量委員會為權威單位的一切文(wén)件、決定和國際推薦值,均一律采用國際(jì)單位製。我國於1984年,國務(wù)院發布了《關於(yú)在我國統一實行法(fǎ)定計量單位的命令》,在其後頒布的計量法中,也明文規定采用國際單位製。從此,沿用了幾千年的尺、寸和斤、兩已為米和千克代替。采用國際單位製是(shì)我國計量領域與國際全麵(miàn)接軌的重大舉措。
自1960年以來,計量單位的定義有以量子物理為(wéi)依據、以基本物理常數為基礎的(de)明顯趨勢。一些基本單位(wèi)和導出單位在采用新定義後,其複現的準確(què)度有(yǒu)了大幅度(dù)的提高。
1.時間單位的定義
在經曆了根據地球運轉的平(píng)太陽秒和曆書秒的(de)兩(liǎng)次定義後,20世紀(jì)70年代采用(yòng)了銫原子的量(liàng)子躍遷的定義。1967年第13屆國際計量大會通過了(le)新的秒定(dìng)義:“秒是銫 -133原子基態的兩個超精細能級之間(jiān)躍遷所對應的輻射的9 192 631 770個周期的持續時間”。在銫原子鍾的(de)發展中(zhōng),經曆了用磁選態(tài)、激光選態和原子噴(pēn)泉等三種方(fāng)案來激勵定義中的輻射躍遷,它們使秒定義的複現不(bú)確(què)定度分別(bié)達到了1×10-13、1×10-14和1×10-15的量級。使時間頻(pín)率的測量達到整個計量基本單位複現準確度(dù)的頂峰。
2.長度單位的定義
在經曆了用鉑銥米尺(1889)和氪86橙黃譜線(1960)的兩次定義後,1983年第17屆國際計量大會(huì)通過了米的(de)新定義:“米是光在真空中在1/299 792 458秒的時間間隔內行程的長度”。這個定義有三種複現(xiàn)方法:第一種方法是用平麵電磁波在真空中行進的距離,即l=ct,式中l為距離,c為真空中光速,其國際約定值為c=299 792 458 m/s,t為(wéi)平(píng)麵波行進的時間;第二種方法是采用公式:λ=c/f, 式(shì)中f為(wéi)激光或其他平麵電磁波(bō)的頻率,λ為其相應的真空中波長,λ可通過光速c和頻率f得出,由此成為複現長度單位米的標準波長;第三種方式是用國際上推薦的標準頻率值和相應的真空波長值。
2001年國際長度谘(zī)詢委員會(CCL)公布的(de)國際推(tuī)薦頻標值(zhí)已達(dá)13類,其頻率(lǜ)或波長的不確定度為10-11~10-14量級,其中不確定度最小(xiǎo)的為氫原子1S~2S躍遷的頻率(lǜ),不確定(dìng)度達1.4×10-14。
1999年以來,由於光頻測量(liàng)技術出現了革命性(xìng)的突破,近30年來使用的(de)諧(xié)波測量的龐大而複雜的(de)測頻係統(tǒng),可以用飛秒鎖模激光(guāng)器的光(guāng)頻梳來代替,由於(yú)後者在測(cè)量中從微波頻率可直接與光波(bō)頻(pín)率建立聯係,測量方法上的簡化,測量準確度(dù)的提(tí)高,使這項技術在兩(liǎng)、三(sān)年中(zhōng)的成就已遠超過過去30年來測量(liàng)成就的(de)總和。它使(shǐ)光頻標準的測量和複現精度的潛力得(dé)到了充分的(de)發揮。目前以(yǐ)該項技術為基礎,已開始了研(yán)製光鍾(zhōng)的熱潮,預期光鍾的(de)頻率複現性(xìng)可達10-15至10-18的量級,它將代替銫原子鍾成(chéng)為新的時間單(dān)位定義的基礎,也(yě)將使計量基本單位的複(fù)現準(zhǔn)確(què)度攀登(dēng)上新的頂峰。
3.其他單位的概況
由於約瑟夫森效應和量子化霍爾效應在複現電單位上應用的成功,1990年國際上正式采用了這兩(liǎng)個量子效(xiào)應來複現電壓和電阻單位,並成(chéng)為(wéi)複現電(diàn)流單位安培的基礎。
質量單位(wèi)千克是保持1889年首次定義的惟一的基本單位,它的複現性為10-9量級。目前,國際上正在積極研究用原子物理或量子物理的方法來代替(tì)實物基準的途徑。
1967年,第13屆國際計量大會通過(guò)了溫度單位的定義為:“熱力學溫度(dù)單位開爾文是水的(de)三相點熱力學溫度的1/273.16”。這個定義與以前定義(yì)的差別(bié)是,將原來的開氏度(°K)改為開爾文(K),這個更(gèng)改使熱力(lì)學溫標已無必要,使溫度表示從溫標的地位上升到(dào)單(dān)位量。
1971年,物質的量的單位摩爾成為最晚確立的一個基(jī)本單位,它的定義是:“摩爾是一係(xì)統的物質的(de)量(liàng),該係統所包(bāo)含的基本單元數與0.012千克碳(tàn)-12 原子數目相等。”這個定義是聯係宏觀(guān)質量(liàng)單位與微觀粒子(原子、分子、電子等)質量(liàng)之間的橋梁。因為在基本粒子物理學中,微觀粒子的質量通常是以u為單位的。u稱為統一的原子質量單位,1u=mu(12C)/12,即碳12原子質量的(de)1/12。
微觀粒子的質量在用u表示時稱為相對原子質量,目前的測量不確定度在10-8~10-11之間,多數量(liàng)值的不確定度均可低於作(zuò)為(wéi)基本(běn)單位千(qiān)克的不確定度。
4.基(jī)本物理常數(shù)的精密測量(liàng)及其在定義計量單位中的作用
基本物理常數是指(zhǐ)自然界的一些普遍適用的常數,它們不隨時間、地點或環境條件的影響而變化。基本物理常數的引入和發展是物理學發展的一個(gè)縮影,曾對物理學定律的確立,聯係整個物理世界的規律起到了不可替代的重大作用。近年來(lái),它在(zài)定義計(jì)量基本單位或重要的導出(chū)單位方麵又起到了關鍵作用。例(lì)如,1983年新的米定(dìng)義中采用(yòng)了真空(kōng)中光速(sù)c的約定值,1990年采用的電(diàn)壓和電阻單位的定義中采用了約瑟(sè)夫森常(cháng)數Kj和馮·克裏青常數Rk的約定值(zhí),質量單位的未來定義也要用到有(yǒu)關的基本常數(shù),摩爾的定義中用到了(le)阿伏伽德羅常數NA,其他(tā)基本單位未來的定義中(zhōng)也將會采用一些有關的(de)基本物理常(cháng)數。
基本物理常數的精密測量是一項規模巨大、涉及麵極廣的一(yī)項科學技術基礎性研究工作,自(zì)1973年以來,國際科學技(jì)術數據委員會(huì)(簡稱(chēng)CODATA)曾發布了三次國際推薦值,最近的一次數據是1998年推薦,1999年底(dǐ)正式公(gōng)布(bù)的,它包括的(de)基本物(wù)理常數及其組合量約有175個之多,這些常數之間構成了一個(gè)自洽的關係,用(yòng)最小二乘法平(píng)差協調它們成為一個有機(jī)的組合。
由於基本(běn)物理常(cháng)數是物理量中一些恒定的數值,它反映了物理學的規律,因此可以利用這些數值來確定計量基本單位之間或與重要的導出單(dān)位之間的(de)有機聯係,使國際單位製成為(wéi)一個彼此相關的整(zhěng)體(tǐ),目前的方(fāng)法是用時間(頻率)單位,通過一些常數與其他基本單位(或導出單位)建立聯係,從而確立這些單位的定(dìng)義。這在長度單位和電(diàn)單位的定義或複現上已經取得了成功。這種發展趨勢(shì)在本世紀將會有更加富有成效的發展。
近代(dài)計量(liàng)學發展的另一個重要進(jìn)展,是(shì)在建立測量和(hé)校準結果的國際多邊互認製度方麵。1985年,英國率先成立了全國統一(yī)的國家認可機構(gòu)。這是由國家法律或政府授權的一(yī)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(yàn)機構(測試實驗室)或人員等從事的有關測量的能力實施(shī)評定,對(duì)符合要求的機構或人員進行注冊,並向社會公布,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(dòng)的能力給予正式承認的程序(xù)。
近年(nián)來,這種製度逐漸在國際(jì)上推廣使用。世界各國的(de)評(píng)定機構之間,在按照規定的規(guī)則程序(xù),通過國際評審,證明合(hé)格評定過程的等效(xiào)性的基礎上,相互接受合格評定的結果。這種(zhǒng)相互承認活動可以在(zài)國(guó)家、區域和國際(jì)三個層(céng)次上進行,通過簽訂雙邊或多邊相互承認協議加以(yǐ)規定和實施。1997年至(zhì)1998年間,由國(guó)際計量局在巴黎召開了兩次《米製公約》成員國國家計量院院長會議,簽署了有關標準和測量證(zhèng)書的互認協議,並在成員國之間開展100多項的關鍵(jiàn)比對,以(yǐ)利於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(mào)易的發展方麵可以具(jù)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(liàng)委(wěi)員會隆重舉行國際計量局成立125周年紀念(niàn)大會(huì),總結(jié)一個多世紀以來從近(jìn)代計量學發展到現代計(jì)量學所取得的輝(huī)煌成就。
本文在成稿中(zhōng),得到羅振之和邱隆兩位同誌的補充和修改,在此表示衷心的(de)感謝。
(作者為計量測(cè)試高技術聯合實驗室研究員(yuán))
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