□ 本報記者 史玉成
從蒸汽機轟鳴的工業革命時代,到人工智能、量子計算大力發展的今天,計量始終是人類進步與創新的基石。
2025年,全球科學界迎來一個意義非凡的紀念日——《米制公約》簽署150周年。一個半世紀前,17個國家在法國巴黎簽署的這一公約,宣告了人類首次以科學理性為基礎,建立起全球統一的計量體系。這不僅是一次技術標準的革新,更是人類文明邁向協作與共享的關鍵一步。
《米制公約》是“米制”發展的產物。長期以來,世界各國采用相互不同的測量單位和測量標準,嚴重阻礙了貿易與科技交流。進入18世紀,經濟和貿易的發展使得統一各國測量單位制的問題被提上議事日程。法國科學家率先提出以自然常數為基準的“米制”,將“米”定義為經過巴黎的地球子午線長度的四千萬分之一;以米的十分之一長度為立方作為容量單位,定名為“升”;以1升的純水在4攝氏度時的重量(質量)作為重量單位,定名為“千克”。這種單位制完全以“米”為基礎,因此得名為“米制”。
1875年5月20日,17個國家的代表在巴黎正式簽署《米制公約》。公約的簽署打破了封建時代以君主身體尺寸或隨意實物定義單位的傳統,將計量從權力象征轉化為公共知識。為紀念《米制公約》的簽署,每年的5月20日被定為世界計量日。
回望《米制公約》的150年,可以說是一部計量不斷演進、不斷革新的史詩。從20世紀前,單位依賴實物基準,到1960年,國際單位制(SI)正式確立,單位定義開始轉向基本物理常數,再到2019年,SI的7個基本單位全部改由常數定義,人類迎來了科學發展進步的一座里程碑。“用宇宙常數丈量萬物”的夢想終于照進了現實。
計量的統一和革新,也悄然推動著人類文明的躍遷。工業制造中,流水線上生產出質量可靠的產品,依賴精密測量;全球化貿易中,集裝箱尺寸、藥品成分、碳排放數據的全球可比性,皆植根于SI體系;世界衛生組織依靠標準物質檢測疫苗效力;芯片納米級光刻等尖端科技突破無不以超精測量為基石——計量,早已超越了“尺與秤”的范疇,成為促進平等和提升全人類生活質量的必要保障。
《米制公約》簽署后,國際米制公約組織——國際計量局(BIPM)也隨之成立。各成員國通過該組織共同開展計量科學與計量標準有關工作,以確保全球測量結果可靠。這是人類首次通過國際合作,將科學原則注入社會運行的底層邏輯。
現在,基于計量的人類協作已有了進一步的升華:南極古老冰芯中的同位素測量數據由30國實驗室共享、新冠病毒基因組測序結果在48小時內傳遍全球、國際空間站上的實驗設備融合多國計量標準……150年前《米制公約》播下的種子,如今已成長為跨越國界的科學共同體精神。
站在150周年的門檻上,我們既回望歷史成就,也要直面計量正面臨的新挑戰。在第27屆國際計量大會上,BIPM對未來計量科學發展進行了前瞻性謀劃,并表決通過7項重要決議,為未來計量科學發展指出了新的戰略方向。其中,《CIPM戰略2030+》正式揭開面紗,提出了全球計量界需要共同應對的七大“新興計量需求”,包括氣候變化與環境、健康與生命科學、食品安全、能源、先進制造五大領域及數字化轉型和“新”計量兩大主題。
從巴黎檔案館中泛黃的公約文本,到國際單位制中躍動的自然常數,計量始終是人性中追求真理、秩序與聯結的明證。我們大膽暢想,當人類未來在星際間傳遞數據,或在虛擬現實中構建文明時,他們仍將受益于150年前那個關于“共同尺度”的承諾——因為衡量萬物,終是為了丈量人類共同體的無限可能。
米制全球應用150年大事記(節選)
1875年5月20日
17個國家的代表在巴黎簽署《米制公約》,國際計量局(BIPM)由此成立。
1889年
第一屆國際計量大會(CGPM)批準了新的國際米原器和千克原器:這是邁向米制國際統一的一個重要里程碑。
1921年
對《米制公約》進行修訂,將活動范圍擴大到電學、光度和輻射度領域。這是擴展至所有領域的第一步。
1927年
第一個國際咨詢委員會——國際電學咨詢委員會(CCE)成立。1997年,國際計量委員會(CIPM)將其更名為國際電磁咨詢委員會(CCEM)。
1933年
國際光度咨詢委員會(CCP)成立。1971年10月更名為國際光度與輻射度咨詢委員會(CCPR)。
1937年
國際測溫學咨詢委員會(CCT)成立,并于1939年召開首次會議。
1946年
光度單位——新燭光(new candle)與新流明(new lumen)的定義正式確立,并于1948年1月1日正式生效。
1952年
國際米定義咨詢委員會(CCDM)成立并召開首次會議。1997年,CCDM更名為國際長度咨詢委員會(CCL)。
1954年
CGPM批準將安培、開爾文和坎德拉分別作為電流、熱力學溫度和發光強度的基本單位,并成立單位制委員會。
1956年
CIPM通過了秒的新定義,并成立國際秒定義咨詢委員會(CCDS)。1997年,更名為國際時間頻率咨詢委員會(CCTF)。
1960年
第11屆CGPM通過了國際單位制(SI)的名稱,該單位制基于6個基本單位:米、千克、秒、安培、開爾文和坎德拉。大會通過了基于氪86輻射的米的重新定義,并批準了由CIPM建議、國際天文學聯合會(IAU)給出的秒的新定義。
1967年
國際單位制咨詢委員會(CCU)召開首次會議,該委員會成立于1964年,取代了原有的單位制委員會。
1971年
第14屆CGPM新增了一個SI基本單位:摩爾,這是SI的第7個基本單位。
1975年
BIPM迎來100周年慶。同年5月,第15屆CGPM召開,以慶祝這一重要里程碑。大會批準使用協調世界時(UTC)。
1983年
SI基本單位第一次基于基本常數光速定義。從此,米是光在真空中于特定分數秒的時間間隔內行進的路程長度。
1993年
國際化學和生物咨詢委員會(CCQM)成立。
1999年
CIPM制定的《國際計量互認協議(CIPM MRA)》正式建立。全球共有251家機構參與該機制。
2018年
4個SI基本單位重新定義,包括質量單位,這是最后一個由實物基準定義的單位。
2019年
2019年5月20日,修訂后的SI正式生效。
2023年
聯合國教科文組織在2023年11月召開的第42屆大會上正式認可每年的5月20日為世界計量日(WMD)。
2024年
成立兩個跨領域論壇:氣候變化與環境任務組(CIPM-STG-CENV):作為氣候變化與環境相關計量活動的全球協調中心;計量與數字化論壇:就SI數字框架以及全球數字化轉型對計量和國際質量基礎設施的影響向CIPM提供戰略建議。
2025年
《米制公約》簽署150周年慶。
來源:BIPM 官網 翻譯:中國計量科學研究院 蔡 娟 朱秀梅

