在計量與科學技術和計量與生產中看出其意義

1．計量與科學技術
眾所周知，科學技術是人類生存和發展的一個重要基礎。沒有科學技術，便不可能有人類的今天。其實，計量本身就是科學技術的一個重要的組成部分。任何科學技術，都是為了探討、分析、研究、掌握和利用事物的客觀規律；而所有的事物都是由一定的“量”組成，并通過“量”來體現的。為了認識量并確切地獲得其量值，只有通過計量。比如，哥白尼關于天體運行的學說，是在反復觀察的基礎上提出的，并在伽利略用天文望遠鏡進行了進一步觀測之后而確立的；著名的萬有引力定律，被牛頓的敏銳觀察所揭示，并在百余年后經卡文迪許的精密測試而得到了確認；愛因斯坦的相對論，也是在頻率精密測量的基礎上才得到了一定的驗證；李政道、楊振宇關于弱相互作用下宇稱不守恒的理論，也是吳健雄等人在美國標準局（金標準技術研究院）進行了專門的測試才驗證的。總之，從經典的牛頓力學到現代的量子力學，各種定律、定理，都是經過觀察、分析、研究、推理和實際驗證才被揭示、承認和確立。計量正是上述過程的重要技術基礎。
歷史上三次大的技術革命，都充分地依靠了計量，同時也促進了計量的發展。
以蒸汽機的廣泛應用為主軍標志的第一次技術革命，導致以機器為主的工廠取代了以手工為基礎的作坊，使生產力得以迅速提高，進而確立了資本主義的生產方式。當時，經典力學和熱力學是社會科技發展的重要理論基礎。在蒸汽機的研制和應用的過程中，都需要對蒸汽壓力、熱膨脹系數、燃料的燃燒效率、能量的轉換等進行大量的計量測試。力學計量和熱工計量，就是在這種情況下發展起來的。另外，機械工業的興起，使幾何量的計量得到了進一步的發展。
以電的產生和應用為基本標志的第二次技術革命，更加推動了社會的發展。歐姆定律、法拉第電磁感應定律，以及麥克斯韋電磁波理論等，為電磁現象的深入研究和廣泛應用、電磁計量和無線電計量的開展，提供了重要的理論基礎。例如，1821年西貝克發現的熱電效應，為熱電偶的誕生奠定了理論基礎；而各種熱電偶的研制成功，則對溫度計量、電工計量、以及無線電計量等提供了一種重要手段，促進了相應科技的發展。為了實際測量地球運動的相對速率，邁克爾遜等人利用物理學的成就，研制出了邁克爾遜干涉儀，從而為長度計量提供了一個重要方法。1892年，邁克爾遜用鎬光（單色紅光）作為干涉儀的光源，測量了保存于巴黎的鉑銥合金基準米尺的長度，獲得了相當準確的結果（等于1 553 163.5個紅光波長）。直至百余年后的今天，利用各種干涉儀精密測量長度，仍然是幾何量計量的一種重要方法。普朗克關于能量狀態的量子化假說，指出物體在輻射和吸收能量時，其帶電的線性諧振子可以和周圍的電磁場交換能量,以致能從一個能級躍遷到另一個能級狀態，并且能量子的能量為?E＝hυ（式中h——普朗克常數，υ——頻率）。愛因斯坦在普朗克假說的基礎上，提出了光不僅具有波動性，而且還具有粒子性，即光是以速度c運動的粒子（光子）流，其單元（光子）的能量為?E＝hυ，從而說明不同頻率的光子具有不同的能量。上述理論成功地解釋了光電效應，成了熱輻射計量的理論基礎，同時也使計量開始從宏觀進入微觀領域。隨著量子力學、核物理學的創立與發展，電離輻射計量逐漸形成。
核能及化工等的開發與應用，導致了第三次技術革命。在這個時期，科學技術和社會經濟的發展更加迅速。原子能、化工、半導體、電子計算機、超導、激光、遙感、宇航等新技術的廣泛應用，使計量日趨現代化，計量的宏觀實物基準逐步向量子（自然）基準過渡。原子頻標的建立和米的新定義的形成,有著相當重要的意義。頻率和長度的精密測量，促進了現代科技的發展。比如，光速的測定、原子光譜的超精細結構的探測以及航海、航天、遙感、激光、微電子學等許多科技領域，都是以頻率和長度的精密測量為重要基礎的。
至于人們廣泛談論和關注的所謂第四次技術革命，將引起科技、經濟和社會的重大變革，人類將進入“超工業社會”或“信息社會”。那時，不可再生的石化燃料能源將替換成可再生的太陽能、海潮發電等新能源，鋼鐵、機械、橡膠等傳統產業將被電子工業、宇航工程、海洋工程、遺傳工程等新興產業所征服，等等。這場技術革命的先導是微電子學和計算機，而集成電路又可以說是先導的核心。集成電路的研制，沒有相應的計量保證是不可想象的。比如，硅單晶的幾何參數、物理特性，超純水、超純氣的純度，化學試劑、光刻膠的性能，膜層厚度、層錯位錯，離子注入深度、濃度、均勻度以及工藝監控測試圖形等的測定與控制，都是精密測量。當前，我國集成電路研制尚比較落后，計量工作跟不上是其中的原因之一。
總之，科學技術的發展，特別是物理學的成就，為計量的發展創造了重要的前提，同時也對計量提出了更高的要求，推動了計量的發展；而計量的成就，又促進了科技的發展。正如門捷列夫所說：“沒有計量，便沒有科學”。聶榮臻同志也曾明確指出：“科技要發展，計量須先行”；“沒有計量，寸步難行”。
2．計量與生產
計量對工業生產的作用和意義是很明顯的。社會化大生產的本身就要求有高度的計量保證。生產的發展，大體上可分為三個階段，即以經驗為主的階段，半經驗、半科學階段和科學階段。計量則是科學生產的技術基礎。從原材料的篩選到定額投料，從工藝流程監控到產品的品質檢驗，都離不開計量。例如，一輛普通的載重汽車有9000多個零件，由上百個工廠生產，若沒有一定的計量保證，就無法裝配成功。某地方中型鋼鐵廠軋鋼板的耗油量，原來是每噸300余公斤，后來由于對廢氣、空氣量、燃燒供熱量以及溫度等進行了計量監控，結果使能耗下降到每噸40公斤。原先，某鋼廠的冶金爐，所用的重油燃料靠人工經驗控制，根本不計量；為了火旺，總是多投料，結果燃燒不徹底，黑煙滾滾，既多耗油，又污染環境，以致連年虧損。后來，安裝了計量儀表，對燃料進行了監控，使加油量保持在最佳值，既節約了油料，又減少了污染，同時還提高了煉鋼效率，結果很快就出現了扭虧為盈的新局面。某瑪鋼廠是我國生產瑪鋼制品的第一大廠。過去，能耗一直居高不下，是當地耗能的重點戶。為摸清原因，該廠對十余種主要設備進行了熱平衡測試，并取得了大量數據，從而計算出設備熱平衡和能耗的基本關系，初步掌握了能源利用的規律，找出了能耗嚴重的主要原因并相應地安裝了監測儀表。例如，退火窯的熱效率原約為8%，監測控制后則提高到12%以上，退火時間由60小時降到35小時，一年就節煤近2 000噸、節電26 000余千瓦小時（度）。結果，一年下來，全廠的用水量下降了21％，節電約600 000千瓦小時，綜合能耗下降了約10％，產值提高了22％。
近年，國外經濟發達國家，把優質的原材料、先進的工藝裝備和現代的計量檢測手段，視為現代化生產的三大支柱。其實，優質原材料的制取與篩選、先進工藝裝備的配備與流程的監控，也都離不開計量測試。例如，國外先進生產線的產品品質高，次、廢品少或幾乎沒有，其中重要的因素就是充分利用了在線測量與監控技術。至于所謂的柔性生產（制造）系統，更需要現代計量檢測手段的技術保證。
至于農業生產，特別是現代化的農業生產，亦必須有計量保證。例如，為了科學種田，就必須通過計量來掌握土壤的酸堿度、鹽分、水分、有機質和氮、磷、鉀的含量以及溫度等。在鹽水選種、溫湯或藥劑浸種、適溫催芽和離心脫水等過程中，亦都要靠一定的計量保證。電離輻射育種，是近年發展起來的一項重要增產措施。我國已用該法培育出了許多農作物新品種，其中魯棉一號可使棉花大面積地成倍增產。利用電離輻射實現農產品和食物的防腐保鮮，亦是新興輻射加工工業的一個重要方面。所有這些，都需要相應的計量保證，否則不僅達不到預期的效果，而且會造成不應有的損失。另外，在田間管理上，也離不開計量。例如，既要合理密植，又要間作套種，這就需要對植株光合作用的照度等進行必要的計量。
事實充分表明，科學生產和技術革新，都離不開計量測試。