三是時刻保持對計量技術發展的敏銳性。2018年,第26屆國際計量大會批準了對千克等4個基本單位的重新定義,這一重大事件被稱為自“法國大革命以來的最偉大變革”。實際上,早在2005年國際計量委員會(CIPM)建議采用基本物理常數對國際單位制的基本單位進行定義時,我就關注到了這一重要議題。為積極應對國際單位制的重要變革,我和課題組在2006年的國際精密電磁測量會議上(CPEM2006)發表了“能量天平”法測量普朗克常數以及復現千克的新方案,受到國際同行的廣泛關注。在科技部支撐計劃、國家自然科學基金重大研究計劃(重點支持項目)和國家重點研發計劃的持續支持下,目前我們已研制出NIM-2能量天平裝置。該裝置2019年和2021年兩次代表我國參加了BIPM組織的“千克復現國際關鍵比對”,在電學方案中,位于加拿大(加拿大的功率天平裝置于2009年從英國購入,英國于1976年在國際上首次提出功率天平方案并啟動研究)和美國(1981年開始研究)之后,處于國際第三的水平,并為首個國際質量共識值的確定貢獻了中國權重。能量天平方案也受到部分國家的重視,瑞士計量院和土耳其計量院已經開始部分采用能量天平方案的測量原理。
四是數字化轉型的推進。雖然我年歲已大,進入退休階段了,但對計量科技的發展依然關注,尤其是計量數字化轉型的推進。我了解到,在國務院發布的《計量發展規劃(2021—2035年)》中,把數字計量擺在突出的位置,強調加強計量和數字技術深度融合,為發展數字經濟夯實測量基礎,這讓計量在數字時代煥發勃勃生機。加快計量數字化轉型,推動科學計量、法制計量、民生計量、產業計量全方位深度應用新一代數字技術和信息技術,規范促進計量器具智能化、網絡化發展。充分運用在線監測、遠程校準等數字化計量技術,提質增效,為科研院所、工業和企業等貢獻計量力量。數字化計量包括數字校準證書的推行和計量數據的融合、共享與應用。計量校準機構每年出具的證書上百萬份,甚至上千萬份,如何實現對出具的每一份證書的計量過程進行控制,實現過程可追溯、結果可靠,離不開計量數字化。眾多領先的第三方計量檢測機構,如華測檢測、廣電計量和天溯計量等,積極研發和推廣智慧實驗室計量檢測管理系統等,通過數字化轉型,增強自身創新能力,發揮了計量創新促進新質生產力發展的示范引領作用。
五是獨立自主的科研路線。我始終認為,最高精尖的技術是買不來的,尤其是計量基準,涉及國家的技術主權,必須堅持獨立自主的道路,特別是符合中國產業發展需求的計量檢測裝置、計量檢測標準方法等方面的科研。隨著我國綜合國力的提升,我們有這個實力和能力,在國際計量領域發出中國聲音,展現中國智慧。
記者:計量對“產業創新”的重要作用,您可以談談嗎?
張鐘華院士:我覺得計量支撐“產業創新”主要包括以下幾個方面:一是提供準確數據支持。計量為各類生產和研發活動提供了準確的數據支持,這是產業創新的基礎。沒有準確的測量數據,任何產業創新都無從談起。二是推動產業技術進步與升級。在各個領域計量科研人員的不懈創新研究下,逐步解決了一些高精尖領域的“測不了、測不準、測不全”等難題,建立了完善的現代計量體系,推動了如半導體制造(光刻機)、航空航天和生物醫藥等領域許多高新技術產業的發展。在這些領域,計量技術確保了生產過程的精準控制,從而推動了產業的技術升級。像我國研制的智能電能表質量抽查與故障預警平臺,通過大數據分析預警電能表故障,延長了設備使用壽命,降低了維護成本。三是促進資源節約和環保。通過精確的計量,可以優化資源的使用,減少浪費。例如,在能源管理中,通過計量可以精確掌握能耗情況,從而采取有效措施降低能耗,實現綠色發展。
具體而言,在機器人制造領域,精確的計量技術能夠確保機器人的每一個部件都符合設計要求,從而提高機器人的性能和穩定性。這不僅提升了產品質量,還降低了生產成本和維修率。此外,通過高精度的計量儀器,我們可以實時監測生產過程中的各種參數,及時發現并解決問題,確保生產線的穩定運行。這種實時監測和反饋機制大幅提高了生產效率,同時也為企業提供了寶貴的數據支持,有助于他們不斷優化生產流程,提升市場競爭力。
記者:計量對“發展新質生產力”的重要作用,您認為主要體現在哪些方面?
張鐘華院士:加快發展新質生產力,核心在科技創新,而計量是孕育科技創新的“種子”和驅動科技進步的“引擎”,與計量科學相關的諾貝爾物理學獎至少有18項。計量作為科技創新和產業高質量發展的重要技術基礎,必將成為發展新質生產力的重要組成部分,為科技創新、產業升級和綠色發展提供強有力的計量技術支撐。我具體談一下: