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“此次变革从表面来看,大家可能感觉不到变化,就如同我们给房子换了一个更加坚固的地基,并不太会直接影响我们生活起居,但它实际上已经发生了‘脱胎换骨’的变化。从专业角度观察,SI的重新定义,将改变国际计量体系和现有计量格局。”

国际单位制重新定义,中国制定15年量子化时代的计量发展新规划

(原标题:国际单位制量子化时代来临,中国着手制定15年计量新规划)

明年5月20日,国际单位制(SI)将以量子等自然界基本常数为基础重新定义。这对科学研究以及经济发展有何影响?

12月11日,国家市场监管总局计量司司长谢军在发布会上说,重新定义的国际单位制,将对先进制造、医学、新能源等新兴产业带来深刻的影响,但并不会影响我们的日常生活,“超市中的电子秤和油站的加油泵该怎么用还怎么用”。

他说,明年5月20日中国将开始使用新修订后的国际单位制,为抓住此次变革带来的历史性机遇,我国将强化计量量子化战略研究,并制定量子化时代的中国计量发展新规划(2020年-2035年)。

11月16日,第26届国际计量大会(CGPM)在法国巴黎召开,中国等53个成员国集体表决,全票通过了关于“修订国际单位制”的1号决议。根据决议,质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”、物质的量单位“摩尔”等4个SI基本单位的定义将由常数定义,于明年5月20日生效。

加之此前对时间单位“秒”、长度单位“米”和发光强度单位“坎德拉”的重新定义,至此,国际计量单位制的7个基本单位全部实现由常数定义。这是改变国际单位制采用实物计量的历史性变革。

“此次变革从表面来看,大家可能感觉不到变化,就如同我们给房子换了一个更加坚固的地基,并不太会直接影响我们生活起居,但它实际上已经发生了‘脱胎换骨’的变化。从专业角度观察,SI的重新定义,将改变国际计量体系和现有计量格局。” 谢军说。

谢军介绍,1号决议实施后,可通过嵌入芯片级量子计量基准,将能把最高测量精度直接赋予制造设备并保持长期稳定,从而实现对产品制造全过程的更准确稳定地感知和最佳控制,有力支撑流程再造、节能减排和质量提升等。这将为当前世界范围内正在进行的新一轮以信息技术、大数据和人工智能为特征的科技革命,插上飞翔的“翅膀”。

他解释,重新定义将催生新的测量原理、测量方法和测量仪器。集多参量、高精度为一体的芯片级综合测量,不受环境干扰无需校准的实时测量,众多物理量、化学量和生物量的极限测量等将成为可能,测量仪器仪表形态将全面创新。这将为我国实施“科技强国”战略,走向工业制造强国,带来重要机遇,也将迎来重大挑战。

另外,重新定义和量子测量技术发展将使得计量基准可随时随地复现。通俗地说,就是我们在生产生活中都将能够直接应用最准的“标尺”。无处不在的精准测量,将直接促进市场公平交易、实现精准医疗、改善环保节能等等,将进一步促进社会诚信建设、降低社会管理成本,将惠及人类生产生活的方方面面,实现社会的全面进步。

不过对于大多数普通民众来说,日常生活不会有太大变化。无论是实验室中的全血细胞计数还是工业大尺寸坐标测量机,新定义不会让它们显示不一样的数值。对单位制修订最重要的要求就是这一修订过程要平缓过渡,不能对任何测量服务造成影响和中断。

唯一跟人们生活相关就是教科书。这次国际单位制变革是是颠覆性的,需要重构物理、化学相关科学知识体系,及时修订物理、化学教科书和科普读物,确保准确无误的最新科学知识传输到课堂。

他举例说,以前学生很容易回答“什么是千克”这个问题,但根据新的国际单位制定义,这个问题估计只有最优秀的物理尖子生才能勇敢地把手举起来回答。新的国际单位制比原有单位制体系要更加抽象。“我们基本上可以采用一个新的坐标系来阐述整个世界。这不仅对每个学生是一个挑战,更是对每个老师教学方法的挑战”。

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