前言
科學(xué)技術(shù)發(fā)展離不開測量，而計(jì)量是測量的科學(xué)，所以說計(jì)量的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步有著密切的聯(lián)系。隨著科學(xué)技術(shù)和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，計(jì)量單位也在不斷地變革，以滿足人們生產(chǎn)、生活的需要。而且計(jì)量單位的變革在某種意義上也折射出生產(chǎn)力發(fā)展水平的提高。
近日，本報(bào)記者有幸采訪了中國工程院院士張鐘華。張鐘華是我國計(jì)量科學(xué)研究院的唯一院士，他以幾十年的奮斗與感受，對我國計(jì)量科學(xué)的發(fā)展作了較全面的回顧。
《儀器儀表商情》：計(jì)量學(xué)是中國古代文明的基石之一，是文明社會(huì)不可缺少的技術(shù)規(guī)范和行為準(zhǔn)則。站在歷史角度，計(jì)量學(xué)對創(chuàng)造燦爛的中華文明起到了非常重要作用。您能談?wù)勎覈?jì)量科學(xué)的發(fā)展歷程嗎？
張鐘華院士：兩千多年以前秦始皇統(tǒng)一中國后，做了幾件重要的事情。其中之一就是統(tǒng)一全國的度量衡。這一舉措在以后中國保持統(tǒng)一以及生產(chǎn)和貿(mào)易的發(fā)展等方面起了重要作用。1875年，國際上成立了“米制公約組織”，要在全球范圍內(nèi)建立一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)量體系。中國對此一直積極面對。從清朝末年到民國成立以后一直進(jìn)行準(zhǔn)備，要采用國際通用的“米制”作為我國計(jì)量制度的基礎(chǔ)。南京政府還在政府部門中設(shè)立了“國家度量衡局”。規(guī)定了“一公斤等于兩市斤”、“一公尺等于3市尺”等基本計(jì)量單位、。新中國成立后，采用國際通用計(jì)量單位的過程得到了更為順暢的發(fā)展。1955年成立了過去原直屬的國家計(jì)量局，正式規(guī)定了我國采用“米制”計(jì)量單位。1965年中國計(jì)量科學(xué)研究院成立，職責(zé)是建立和維護(hù)國家計(jì)量基準(zhǔn)以及向全國傳遞量值。經(jīng)過五十多年的發(fā)展，一個(gè)全國性的計(jì)量系統(tǒng)已經(jīng)建立。計(jì)量科學(xué)也接近或達(dá)到了當(dāng)代的國際先進(jìn)水平。
國際上計(jì)量科學(xué)的最高決策機(jī)構(gòu)是“國際計(jì)量大會(huì)（CGPM）”，每四年舉行一次，由“米制公約”成員國的政府、派代表參加。國際計(jì)量科學(xué)的最高專家組織是“國際計(jì)量委員會(huì)（CIPM）”。米制公約中最重要的18個(gè)成員國各派一名專家作為代表參加。我國在其中有一個(gè)名額。1980年，首次代表我國參加會(huì)議的是我國的著名科學(xué)家王大珩院士。1995年以后改由高潔院士參加。2010年起我國代表為中國計(jì)量科學(xué)研究院副院長段宇寧研究員。
《儀器儀表商情》：請問您是如何走上計(jì)量科學(xué)道路的？這是您年輕時(shí)的志愿嗎？
張鐘華院士：年輕時(shí)代我并不了解計(jì)量科學(xué)。首次接觸這一方面的工作是在1964年。當(dāng)時(shí)我是北京清華大學(xué)電機(jī)系電工基礎(chǔ)教研組的一名研究生。教研組的唐統(tǒng)一副教授和王先沖副教授被中國計(jì)量科學(xué)研究院聘為“導(dǎo)師”，指導(dǎo)科研工作。
那一段時(shí)間，我國的各項(xiàng)工作蒸蒸日上，為適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，計(jì)量工作也需要邁上一個(gè)新臺(tái)階。當(dāng)時(shí)我國計(jì)量工作的最大瓶頸是我國的計(jì)量基準(zhǔn)不能獨(dú)立復(fù)現(xiàn)量值，要到蘇聯(lián)的計(jì)量研究院溯源。因此國家計(jì)量局的領(lǐng)導(dǎo)指引大家走“自力更生、奮發(fā)圖強(qiáng)”道路，把建立獨(dú)立的國家計(jì)量基準(zhǔn)作為工作重點(diǎn)。我就被老師引進(jìn)到中國計(jì)量科學(xué)研究院進(jìn)行建立國家電容基準(zhǔn)的工作。研究生畢業(yè)后就分配在該院工作,走上了計(jì)量科學(xué)的道路.。
《儀器儀表商情》：1965年至1979年你負(fù)責(zé)用“交叉電容法”建立了國家電容標(biāo)準(zhǔn)。在此過程中，你經(jīng)過多年鉆研，提出了一種獨(dú)特的“變動(dòng)邊界微擾法”，解決了相關(guān)的一些難題。
張鐘華院士：在上世紀(jì)60年代，我國的電學(xué)計(jì)量基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度為10-5量級(jí)。1956年，澳大利亞的科學(xué)家湯普遜（A. M. Thompson）提出了一種新型的原理“交叉電容法”。據(jù)此可以建立準(zhǔn)確度達(dá)到10-7到10-8的電容計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，比原來提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。計(jì)量院負(fù)責(zé)建立國家電容基準(zhǔn)的課題組也準(zhǔn)備研制類似的裝置。但是，要建立該種裝置需要高超的機(jī)械加工裝置，超出了我國的能力。我接受了這一任務(wù)后，打算發(fā)展一種新型的計(jì)算方法，用實(shí)際電極加工誤差的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，以提高整個(gè)裝置的準(zhǔn)確度。此種想法后來得到成功，我們提出的新型計(jì)算方法稱為“變動(dòng)邊界微擾法”。用該法進(jìn)行修正后我國建立的國家電容基準(zhǔn)達(dá)到了1×10-7的準(zhǔn)確度，屬于國際先進(jìn)行列。
《儀器儀表商情》：1995年您當(dāng)選為中國工程院院士，長期從事電磁計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)的研究。其主持完成的“量子化霍爾電阻基準(zhǔn)”課題獲2007年國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。這一成果是怎么產(chǎn)生的？
張鐘華院士：量子化霍爾效應(yīng)是德國科學(xué)家克里青（von Klitzing）在1980年發(fā)現(xiàn)的。利用此種效應(yīng)可以建成準(zhǔn)確度極高的電阻計(jì)量基準(zhǔn)?？死锴嘁蛟擁?xiàng)重大發(fā)現(xiàn)榮獲了1985年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
我國在1987年也正式立項(xiàng)開展此方面的研究工作。在研究中我們發(fā)現(xiàn)國外在建立量子化霍爾電阻基準(zhǔn)的的工作中，由于未能克服非線性效應(yīng)的干擾，準(zhǔn)確度只能達(dá)到10-9量級(jí)。經(jīng)過多年努力，我們所研制的裝置中非線性效應(yīng)得到了較好的處理，準(zhǔn)確度達(dá)到了10-10量級(jí)，比國外裝置高了一個(gè)量級(jí)。此結(jié)果在2003-2005的國際比對工作中得到了證實(shí)。我國建立的量子化霍爾電阻基準(zhǔn)裝置在2007年得到了國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
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計(jì)量尺度是保證各種各樣丈量數(shù)據(jù)正確性的依據(jù)，對于國民經(jīng)濟(jì)各部分有著基礎(chǔ)性的重要作用，因此各國對于計(jì)量尺度均極為正視。請您談一談量子計(jì)量尺度與溯源。
節(jié)能，從能源計(jì)量開始，現(xiàn)如節(jié)能減排已經(jīng)成為各地高度關(guān)注的焦點(diǎn)，能源計(jì)量在節(jié)能減排中起著“標(biāo)尺”和“眼睛”的作用，提倡從源頭擰緊節(jié)能減排“閥門”。請您闡述一下能源計(jì)量在節(jié)能減排中的重要地位以及計(jì)量工作的重要意義。
近年來國家越來越重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)、自主創(chuàng)新等方面的工作。您認(rèn)為在儀器儀表制造領(lǐng)域的核心技術(shù)有哪些？對國內(nèi)儀器儀表產(chǎn)業(yè)規(guī)范和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)有什么建議？
您說過：“科研就要不斷超越自我！”我們知道您非常注重對青年人的培養(yǎng)，您對現(xiàn)在的年輕科技工作者，尤其是計(jì)量科學(xué)研究方面的后起之秀寄予了怎樣的期望？
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