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市场监管总局举行国际单位制重大变革新闻发布会
国务院新闻办公室网站 www.scio.gov.cn   2018-12-11   来源:国新发布
  

  原标题:12月11日市场监管总局举行国际单位制重大变革新闻发布会

  12月11日,市场监管总局举行国际单位制重大变革新闻发布会。市场监管总局计量司司长谢军、中国计量科学研究院院长方向出席发布会介绍相关情况,并回答记者提问。

新闻发布会现场(新华社记者 沈伯韩 摄)

  李静:

  各位新闻界的朋友:

  大家上午好!感谢大家出席由国家市场监督管理总局举行的国际单位制重大变革专题新闻发布会。11月16日,第26届国际计量大会(CGPM)经各个成员国表决,通过了关于“修订国际单位制(SI)”的决议。这次修订,是国际单位制自1960年创建以来最为重大的一次变革,是人类历史的里程碑,将对国际计量体系和科技、贸易、健康、环境等诸多领域产生深远影响。

  今天我们邀请了市场监管总局计量司谢军司长进行国际单位制重大变革的新闻发布,并邀请中国计量科学研究院方向院长对新的国际单位制作技术解读。我们也邀请了人民日报、新华社、中央广播电视总台、光明日报、经济日报、中国日报、中国经济网、人民网、新华网等30余家媒体记者朋友们参会进行报道。

  在此,我代表市场监管总局新闻宣传司,向大家表示热烈欢迎!

  今天发布会共有2项议程。

  第一项议程是请计量司谢军司长作有关国际单位制变革的新闻发布。在正式发布前,为了让各位媒体朋友和代表了解国际单位制及其变革的有关情况,我们先播放2个视频。

  下面请谢军司长就此次国际单位制变革内容作新闻发布。

  市场监管总局计量司司长谢军:

  新闻界的朋友们,

  各位来宾,女士们、先生们:

  大家上午好!

  今天,市场监管总局举行“国际单位制重大变革,助推计量迈入量子化新时代”新闻发布会。首先,我代表市场监管总局计量司,向各位来宾和新闻界的朋友们表示热烈的欢迎,向一直以来关心、支持市场监管和计量工作的社会各界和媒体记者朋友们,表示衷心的感谢!

  2018年11月16日,第26届国际计量大会(CGPM)在法国巴黎召开,这是被科学界和世界媒体同行誉为翻开人类科技发展新篇章,具有跨时代、里程碑意义的一次科技盛会。在这次会议上,经包括中国在内的53个成员国集体表决,全票通过了关于“修订国际单位制(SI)”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基本单位将由常数定义,于明年的世界计量日——5月20日正式生效。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,也将成为人类科学发展进步中不会被忘记的一座里程碑。有自媒体在报道这一历史事件时写道,“2018年11月16日,貌似平淡无奇的一天,人类文明悄然度过了一个关键节点”。

  今天,我们诚挚地邀请中央各大主流媒体和重点新闻网络媒体共聚一堂,就是希望和大家一起交流分享这次重大的科技事件,更希望通过大家的报道传播,让这次重大科技事件走进群众,走向社会。

  正如大家所知,计量是科学技术的基础,也是人类认识世界的工具。近现代以来,人类历史上的三次技术革命都和计量测试技术的突破息息相关。特别是“米制公约”的签署,有力支撑了国际贸易、科技交流和工业化进程。从“米制”发展起来,作为国际通用测量语言的SI国际单位制,几乎成为世界上所有国家的法定单位制。这次国际单位制的成功变革,实现了国际测量体系有史以来第一次全部建立在定义常数之上,将保证SI长期稳定性和环宇通用性,也将开启任意时刻、任意地点、任意主体根据定义复现单位量值的大门。

  以大家都很关心的千克定义为例,一个多世纪以来,国际基准质量单位都是由一块高尔夫球大小的铂铱合金圆柱体来定义。这个圆柱体学名“国际千克原器”,被人们亲切地称为“大K”,是1889年第一届国际计量大会赋予它的原器地位。根据11月16日第26届国际计量大会投票决定,到明年的5月20日,“国际千克原器”将正式退役,取代它的将是符号为h的普朗克常数,从此以后,关于“千克”的误差将会更加可以“忽略不计”,关于“千克”的量值复现将会更加方便精确。就像1967年,用原子的特性修订了时间单位“秒”的定义,使我们在几十年后的今天拥有了卫星导航和互联网技术一样,质量单位“千克”等4个国际单位制的重新定义,将在未来对人类科学、技术、贸易、健康、环境等等领域产生重大而深远影响,而现在我们对这些影响的预判和认识,可能是“未知”远远大于“已知”。

  从表面来看,大家可能感觉不到发生的变化,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,一旦遇到台风、地震这样的“意外”,它将让我们感受到它的存在和好处。这次SI重新定义生效后,对于大多数科研人员以及产业发展、人们日常生产生活来说,不会直接造成大的改变,原有的测量结果仍将是连续的、稳定的。但从专业角度观察,SI的重新定义,将改变国际计量体系和现有计量格局。主要表现在:

  一是重新定义将实现量值传递溯源链路扁平化,使量值溯源链条更短、速度更快、测量结果更准更稳。我们目前依靠的实物基准逐级传递的计量模式,费时费力、效率低下、误差放大等问题,将得到彻底解决。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。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”。

  二是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,带来一次极为重要的机遇,也是一次极为重大的挑战。

  三是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,从而保障和实现人的自由而全面的发展,实现社会的全面进步。

  以习近平同志为核心的党中央高度重视计量事业的发展。 在党中央、国务院的坚强领导下,我国目前获得国际互认的校准和测量能力已跃居全球第三、亚洲第一。市场监管总局一直对计量量子化变革高度关注、积极跟进。我国自主可控的国家时间基准、长度量子基准都跻身世界先进行列。在这次国际计量单位制重大变革中,作为国家计量院的中国计量科学研究院为SI温度基本单位开尔文的修订作出了重要贡献。我国已独立建立了基于新定义的千克复现装置,并成功研制了真空质量测量和质量标准传递装置,可以保障未来我国质量量值与国际等效一致。

  《中华人民共和国计量法》规定,国家实行法定计量单位制度。国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位,为国家法定计量单位。根据1号决议,新定义将在2019年5月20日“世界计量日”当天正式生效。我国作为米制公约的正式成员国将遵守决议。市场监管总局将继续推行以国际单位制为基础的国家法定计量单位,履行法定职责,并将以此次国际单位制变革为契机,开启中国计量的量子化新进程。

  我们将努力抓住和用好变革带来的历史性机遇,从国家战略的高度出发,统筹规划、整体布局,加强面向国家战略需求的计量基础研究、前沿性研究,加速推进国家计量基标准质量提升工程,研制以量子传感为基础的量子计量标准,重塑量传溯源体系,改革计量管理模式,强化中国计量量子化战略研究,并制定实施量子化时代的中国计量发展新规划(2020年-2035年)。加快构建国家现代先进测量体系,持续推进《一带一路计量合作愿景与行动》,深入贯彻落实质量强国战略、制造强国战略等党中央和国务院的重大决策部署,提升国家核心竞争力,充分发挥计量的国家战略资源作用!

  谢谢大家!

  李静:

  谢谢谢军司长的发布!

  谢军司长刚刚发布了此次国际单位制变革的主要内容和重大意义以及未来的工作打算。但是,这次国际单位制变革将会带来哪些变化,产生什么影响是人们非常关注的问题。

  下面,我们有请中国计量科学研究院方向院长作技术解读。

  中国计量科学研究院院长方向:

  尊敬的各位嘉宾、女士们、先生们,新闻界的朋友们:

  大家好!

  下面我从技术和应用层面出发,介绍此次国际单位制变革的主要内容,解读新国际单位制的特点和意义,以及它将为人们日常生活乃至国家经济社会发展带来的影响。

  国际单位制SI是从“米制”发展起来的国际通用的测量语言,是人类描述和定义世间万物的标尺。国际单位制规定了7个具有严格定义的基本单位,分别是时间单位“秒”、长度单位“米”、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”和发光强度单位“坎德拉”。它们好比7块彼此独立又相互支撑的“基石”,构成了国际单位制的“地基”。国际单位制规定的其它单位,如力的单位牛顿、电压单位伏特、能量单位焦耳等等,都可以由这7个基本单位组合导出。

  日前,第26届国际计量大会通过了关于修订国际单位制的决议。国际单位制7个基本单位中的4个,即千克、安培、开尔文和摩尔将分别改由普朗克常数、基本电荷、玻尔兹曼常数和阿伏伽德罗常数来定义;另外3个基本单位在定义的表述上也做了相应调整,以与此次修订的4个基本单位相一致。

  这使国际单位制的“基石”完全建立在“常数”上,全球测量体系发生了“不变”的“巨变”。

  对大多数人来说,国际单位制是“不变”的。除电学单位外,新定义下各个单位大小和旧定义几乎完全一致。事实上,电学单位的改变也微乎其微,电压单位的变化约为正千万分之一,电阻单位的变化则更小。但这只会影响对测量不确定度要求最高的顶尖计量机构和校准实验室,对于普通用户、产业界人士和多数科研人员来说,新定义不会对他们造成影响,他们的测量结果仍将是连续的。这看上去似乎理所当然,但实际上却是全球测量科学家数十年潜心研究和通力合作的结果——所有用于基本单位重新定义的“常数”都经过了精确测量与严格验证,从而保障了新单位的大小“不变”。

  从新定义的深层意义来看,国际单位制的变化无疑又是“巨大”的。

  首先,新定义用自然界恒定不变的“常数”替代了实物原器,保障了国际单位制的长期稳定性。以千克的现行定义为例,1千克精确等于国际计量局保存的国际千克原器(IPK)的质量。据国际计量局数据显示,国际千克原器服役近130年来,它的质量与各国保存的质量基准、国际计量局官方作证基准的一致性出现了约50微克的偏差,但国际千克原器的质量是否发生了变化,具体变化了多少至今仍是一个谜。用基本物理常数h重新定义千克后,质量单位将更加稳定,我们不必担心国际千克原器质量漂移可能给全球质量量值统一带来的问题。

  测量基础的长期稳定,对于人类面临的重大挑战,特别是环境与气候变化、地球运动监测等非常重要。我们必须有一个能在很长时间内保持稳定的参考标准,才能获得可靠的测量数据——而可靠的数据一直是科学研究和政府决策的根基。

  第二,“定义常数”不受时空和人为因素的限制,保障了国际单位制的客观通用性。物理定律是放之宇宙而皆准的,但测量却有不少的人为因素。最早的千克是用1个标准大气压下1立方分米纯水在4摄氏度时的质量定义的,这实际上受到了温度、气压、水和容器等环境因素和测量过程的限制。人们在19世纪末采用最先进的材料和工艺打造了国际千克原器,目的也是为了规避这些限制。但是,国际千克原器有且只有一个,无论它的质量是否发生漂移,各国计量院仍须以它为准,定期到位于法国的国际计量局校准自己的千克原器。新定义生效后,理论上任何地方的任何人,都可以根据定义复现1千克,而且,我们今天在北京复现的量值,和我们的子孙后代未来在火星上复现的量值将是一致的。

  国际单位制的客观通用性不仅意味着国际测量界多年的夙愿正在逐渐成为现实,更意味着全球量值统一有了更广阔而便捷的途径:芯片级的传感器将可以在工业产品流水线上实现对国际单位制的溯源,物联网各个终端采集的数据由此可以实现可比——无时无处不在的最佳测量,将推动计量管理模式的改革创新,释放计量量子化变革效能,有助于提高智能制造、物联网等新技术产业的质量水平,有利于实现公平贸易、安全医疗等,从而促进诚信建设,降低社会成本,保障和改善民生。

  第三,新定义可在任意范围复现,保障了国际单位制的全范围准确性。修订前的开尔文定义仅仅建立在水三相点一个固定点上,要测量比它更高或更低的温度,我们需要根据其他的固定点来延伸温标。而未来我们仅通过玻尔兹曼常数,就可以根据热力学温度与能量的关系,在整个温标范围实现同样准确的温度测量。千克也是这样。以前最准确的千克只有1千克一种,要对一个大于1千克的物体称重,我们需要将1千克进行重复累加;要对一个小于1千克的物体进行称重,则需要将1千克进行分割。累加和分割的过程都会给量值的准确性带来损失。新的定义则不受此限制。

  国际单位制的全范围准确性,为科学发现和技术创新提供了新的机遇。得益于更高的测量准确度,我们将可以测量极高、极低温度的微小变化,从而更加准确地监测核反应堆内、航天器表面的温度变化;在生物医药领域,我们可以准确测量单个细胞内某种物质的含量,并根据病人的实际需要,制定更加精确的药物剂量。

  第四,新定义不受复现方法限制,保障了国际单位制的未来适用性。在新的国际单位制中,测量的两个重要概念,即单位定义和测量(或复现)方法是分离的。换言之,1米有多长和用尺子量还是用激光测无关。新定义生效后,千克可以通过任何适当的方法复现,比如基布尔天平法和X射线晶体密度法——这两种方法是目前世界上测量准确度最高的复现方法,但即使未来有更好的实验方案出现,单位的定义也不会因此受到影响。

  更好的测量原理、测量方法和实验仪器意味着人们可以在国际单位制框架下实现更佳的测量——这将引发仪器仪表产业的颠覆性创新。集多参量、高准确度传感器为一体的综合测量,不受环境干扰无需送检的实时测量,众多物理量、化学量和生物量的极限测量等也成为了可能。

  总之,国际单位制的变革是科技进步的缩影,科技创新和质量发展的基础将由此变得更加牢固。就像1967年国际上用原子的特性修订了秒定义一样——尽管修订之初人们并不清楚它可以用在哪里,但现在,基于原子钟的计时技术已成为互联网、移动通信和卫星导航等技术的基础。新的国际单位制也是这样,它将在未来对科学、技术、贸易、健康、环境以及更多的领域产生深远的影响。

  中国计量院作为我国的国家计量院,始终紧跟国际计量科学前沿,在国际单位制基本单位复现新理论、新方法等方面持续开展研究。截至目前,中国计量院已在玻尔兹曼常数、普朗克常数和阿伏伽德罗常数等物理常数测量以及量子基准研究和建立方面取得了系列突破。特别是中国计量院用声学法和噪声法两种方法测得的玻尔兹曼常数,为基本单位开尔文的修订做出了重要贡献。中国计量院还独立建立了基于新定义的千克复现和传递装置,量子电阻和量子电压装置,可以适应国际单位制变革的需求,保障未来我国重要基本量值与国际等效一致。

  未来,中国计量院还将加强面向国家战略需求的计量基础前沿研究;加快建设一批适应量子化研究的高水平精密测量基础设施;加快构建以量子计量为基础的国家现代先进测量体系,为建设制造强国、质量强国,有效提升市场监管能力提供强有力的支撑和保障,更好地发挥计量对提升国家核心竞争力的作用。

  李静:

  刚刚方向院长从技术和应用层面,详细介绍了此次国际单位制变革的主要内容,并就新国际单位制的特点和意义,以及它将对人们日常生活乃至国家经济社会发展带来的影响进行了技术解读。谢谢方向院长!

  下面,进入媒体提问环节,请谢军司长、方向院长回答媒体朋友们的提问。

  中央广播电视总台央视记者:

  请问方向院长,国际单位制重新定义对教科书有影响吗?如果有,将包括哪些?

  方向:

  影响是毋庸置疑的。

  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。

  以前,对于所有学生只要稍微看过书的都会很容易回答“什么是千克”这个问题,所有的正确答案中都会包含“千克原器”“国际计量局”“巴黎”这些关键词。然而,根据新的国际单位制的定义,当学生再次被提问“什么是千克”时,估计只有最优秀的物理尖子生才能勇敢的把手举起来回答这个问题。新的国际单位制比原有的单位制体系要更加抽象。首先,每个学生都必须面对什么是基本常数?它们从哪里来?为什么它们是这样?其次,必须深入理解特定的基本物理常量。对于新国际单位制的理解难度在于不能简单根据字面意思理解,而根本关键就在于理解“恒定不变”。相比之下,新国际单位制拥有更加灵活的单位之间的变换能力。例如: 几乎所有力学量都可以通过时间、长度、质量单位导出。我们基本上可以采用一个新的坐标系来阐述整个世界。学习新国际单位制的挑战在于在这个新体系中找到自己的角度,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。

  人民网记者:

  方向院长,重新定义后,中国如果没有复现装置,会怎样呢?

  方向:

  国际单位量子化,将实现全球测量体系全面重构。SI重新定义后,对很多国家来说又重新站在了一同条“起跑线”前。新的计量体系将形成一部分先进国家为主体的多级全球中心或区域中心。如能抢占技术制高点,主动布局,就可以在这一轮激烈竞争中脱颖而出,形成区域乃至全球计量体系的重要一极。反之,则要依赖他国,进而丧失发展主导权和控制权。

  中国计量院虽然已在单位制量子化和量子基准的研究中取得了一些成绩。但必须正视的是,部分物理常数的测量结果与国际一流水平仍有差距,部分基准的建设尚没有启动。同时,我国以“量值传递扁平化”技术为特征的新一代计量技术体系建设刚刚起步,与发达国家相比,一些新兴领域的计量技术仍属空白,极限量、动态量、综合量以及复杂环境下的精密测量明显落后,高端测量仪器仪表基本依赖进口,需要我们更加积极地应对国际单位制重大变革的挑战。

  中国经济网记者:

  请问谢军司长,除了教科书的修订,国际单位制重新定义对日常生活还有其他什么影响?

  谢军:

  总的说来,变革带来的即时影响非常小,这一点非常重要。我们也不希望将重大变革引入测量系统中。这次变革对于电学测量的影响是立竿见影的。安培的新复现方法将使用新的固定基本电荷。这将导致10-7的变化,但是只会影响最高级别的校准实验室,对安培的实际使用没有影响。实际上,除了安培,变革对于测量单位的影响微乎其微。但是变革能保证SI单位的未来能力,并在定义不变的情况下为未来发展奠定基础。

  对于大多数普通民众来说,我们的日常生活不会有太大变化。新定义采纳后,我们生活中的测量活动跟以前没有明显不同。新定义生效后,超市中的电子秤和油站的加油泵该怎么用还怎么用。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。

  中央广播电视总台央广财经记者:

  刚刚谢司长提到,我国已独立建立了基于新定义的千克复现装置,并成功研制了真空质量测量和质量标准传递装置。我想请问,我们发生改变需要花钱吗?

  方向:

  这个问题问得很好,建立这些装置后,现在的复现变得更加精准。千克的从新定义只是让目前的变化只是让大K“死掉”了,但是千克还永存。在各个国家,我们日常生活中的千克,目前仍然要用砝码的形式一级一级传递到最终用户。过去我们的传递是在空气中进行,会有氧化,会有灰尘。现在的复现装置给砝码赋值后,就不会让它从真空进入到大气中来,直接在真空中完成一级一级的传递,这样就确保了传递过程中带来的损失最小。过去每一级的传递都会带来0.3个数量级甚至于1个数量级的误差放大,现在通过真空的装置传递就会越来越精准。

  你提到的关于费用的问题,我国政府从去年开始施行强制性检定免征收费,未来涉及到大宗贸易、涉及到基本的标准器,整个溯源过程是免费的,所以大家不需要花钱。这项政策对于新的单位制推广是非常有意义的。

  谢军:

  我们特别希望这次专题新闻发布会能够通过记者朋友们提升传播力,同时,市场监管总局将勇于担当,履行职责,把国际接轨工作做好,把量子化时代的中国计量发展好。

  李静:

  谢谢!

  新闻发布会到此结束,感谢各位新闻界的朋友!感谢今天到会的各位嘉宾,各位领导!

[责任编辑:李沫]
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