“虽然对普通大众而言,生活中的1千克没有改变。但需要精确质量测量的大气污染测量和制药领域,将迎来新的机遇。”中国计量科学研究院院长方向说。
方向表示,我们对不可预期的未来还应持开放态度。
回顾过去,1967年科学家用铯原子的基态能级跃迁重新定义了秒,由天文秒改为原子秒,这才有了后来的卫星导航系统。作为第一个跨进量子大门的国际单位制,秒是准确度最高、稳定性最好、应用最广泛的基本单位,也造就了米的定义——光在真空中于1/299792458秒内行进的距离。
“这些都是在短短的30年内发生的,我们有理由对新单位制下的未来充满期待。”方向说。
新单位制让生产一线上的仪器和量具就可以复现最高基准
统计数据显示,世界上72%的物理学奖、81%的化学奖、95%的生物学或医学奖的成果都是借助于相关尖端仪器完成的。而仪器的稳定性、可靠性又与计量息息相关。
就以最基础的时间为例,目前全球统一使用的世界时间是协调世界时。而协调世界时又是依据全球主要国家守时钟数据加权平均,并经过闰秒调整得出的。守时钟又依赖于各个国家的国家时间频率基准。国家时间频率基准又取决于一个国家对秒的复现能力,哪个国家的铯原子钟更稳,优势就更大。目前,我国使用的铯原子钟,可以做到走3000万年不差1秒,正在研制的新一代铯原子钟有望实现1万亿年不差1秒。而这一能力,将直接影响北斗系统的竞争力。
方向说,新的国际单位制启用后,基本单位的定义和复现方法分离,即使以后出现新技术,不必修改定义就可以做到复现的变革。其次,不依赖实物基准后,量值的传递实现了扁平化,最高基准可以直接传递到用户,中间环节传递的误差损失变得很小且非常经济。
“有了新的单位制,生产一线上的仪器和量具就可以复现最高基准,这对于我们重新梳理和构建测量手段、测量能力,研究新的测量技术,进而提升我国的产品质量,大有好处。” 哈尔滨工业大学精密仪器工程研究院院长谭久彬认为,过去我国在测量能力上的短板不用再一点点补齐,而是可以利用好扁平化的优势,尽快建立我国新的测量体系。“发达国家也有重建、改建测量体系的过程,如果我们抓好这次机遇,将极大地缩短追赶距离,甚至在很多方面能实现赶超。”
清华大学副校长尤政也表示:“中国的工业革命时间比较短,尽管我们一直奋力追赶,但是与发达国家的长期积累相比还是差距较大。国际单位制实现量子化后,可以说他们之前的基础技术优势好比‘清零’了,新的测量技术将应运而生,大家又重新回到了同一条起跑线上。”