访张钟华院士：为了使计量科学更精准

访张钟华院士：为了使计量科学更精准

来源：科学时报  发布时间：2008-6-13

张钟华院士（前）与课题组同志共同讨论

　　科学技术发展离不开测量，而计量是测量的科学，所以说计量的发展与科学技术的进步有着密切的联系。随着科学技术和工农业的发展，计量单位也在不断地变革，以满足人们生产、生活的需要。而且计量单位的变革在某种意义上也折射出生产力发展水平的提高。
　　在纪念科学春天30年之际，本报记者采访了中国工程院院士张钟华。张钟华是我国计量科学研究院的唯一院士，他以几十年的奋斗与感受，对我国计量科学的发展作了较全面的回顾。
　　记者：计量学是中国古代文明的基石之一，是文明社会不可缺少的技术规范和行为准则。站在历史角度，计量学对创造灿烂的中华文明起到了非常重要作用。您能谈谈我国计量科学的发展历程吗？
　　张钟华：计量科学在中国有着悠久的历史。秦始皇征服六国后，颁发了统一度量衡诏书，同时初步建立了一套完整的度量衡制度。应该说自秦始皇统一度量衡起,我国就出现了计量学的雏形,从而在称重量、斗量收税、丈量土地等方面有了规范。
　　在西汉末年，王莽委派刘歆等又进行了度量衡制度改革。“新莽嘉量”就是成果之一。新莽嘉量是一个五量合一的标准量器，其主体是斛量，另外还有斗、升、龠、合诸量。这在我国的计量学历史上具有里程碑的意义。那一时期保存下来的新莽铜嘉量，现收藏于台北故宫博物院，它是国家级文物，举世瑰宝。
　　计量制度的建立，单位标准的确定虽然都是人为的，但必须具有权威性。我国历朝历代都很重视计量，北京故宫博物院太和殿前的鎏金铜嘉量和日晷便是有力的物证。
　　民国时期,我国的计量科学也得到了一定的发展。比如最有名的“123法”，即：1公尺合3市尺，1公斤合2市斤,1公升合1市升。由于中国原来是市制，“123法”使我们的计量单位就做到了与国际接轨。而且“123法”简便易行，在民间很容易得到广泛推广和使用。
　　到了新中国建立初期, 我国还没有自己独立的计量标准，计量科学依赖前苏联。当时需要定期把各种标准量具送到前苏联去检定，再按苏联的检定结果在国内开展量值传递。这里有个小故事。当时我国科学家王大珩院士就曾经拿棉被包裹着设备去苏联求证测量结果。他把拿棉被包裹的设备抱在怀里，是因为怕温度、湿度变化及路途颠簸等因素影响了测量结果的准确性。而经过几十年的努力，今天我们的测量条件就好多了。我们的许多计量科学成果也很受世界计量界的关注。
　　记者：您是如何走上计量科学道路的？这是您年轻时的志愿吗？
　　张钟华：考中学时, 在2000多名学生中我考了第一名，上了苏州中学。苏州中学是当时全国两个重点中学之一。我大学期间学习的是电工理论，我的机遇比较好,1965年毕业后直接被分配到计量研究院。1966年“文革”开始,清华大学的许多学生都被发到农村去了。当时计量研究院的领导很珍惜人才，给了我很大程度的保护，使我的研究工作没有受到很大影响，我的工作也基本没有中断过。可以说，与同时代的许多人相比，我是很幸运的。
　　记者：1965年至1979年你负责用“交叉电容法”建立了国家电容标准。在此过程中，你经过多年钻研，提出了一种独特的“变动边界微扰法”，解决了相关的一些难题。
　　张钟华：我们应用了一套与国际上不同的方案。其实,当时我们也不知道测量的结果是否准确。我们需要与国际已有的数据结果进行比对。经过比对证明我们的测量结果非常好。
　　当时国际计量委员会有８个席位，我国由王大珩院士出席。临行之前他来到了我们的实验室,考察我们的工作，他看后点点头说：“有你们的实验工作支持,我就放心了。”
　　日本听说中国正在研究这项技术时，就主动提出要和中国比对。有意思的是,我们问他们的实验结果如何？他们说结果找不到了。但等我们的结果出来时,他们说他们的结果又找到了。通过比对，双方的结果一模一样。其实，他们哪里是找不到结果呀，是不相信中国能做出来。
　　记者：你在测量磁场领域利用一种特殊的网络把振荡回路中的基波加以抑制，这一发明，解决了国际难题，并于1992年获得国家科技进步奖二等奖。这一成果是怎么产生的？
　　张钟华：至于抑制法的产生,我们当时只是跳出了惯性思维。我们没有一味地盲从国外权威的学说，而是从基础理论的分析入手，选择了自己的方式解决问题。
　　大家都知道鸠占鹊巢的故事。被斑鸠挤出巢的小喜鹊并没有消失，只是大喜鹊没看见而已。通过理论分析,我们发现许多频率都是看不见的,但它们实际地存在着。于是，我们通过抑制法使得许多频率得以显现,从而诞生了今天的“抑制法”。发表后,被美国评为年度十大科技进展之一,之后又被我国评为科技进步奖二等奖。
　　记者：2003年计量科学研究院建成了量子化霍尔电阻标准装置，成功研制了系统的核心器件——量子化霍尔器件。这一进展对我国的科技发展有什么推动作用？
　　张钟华：我们的数据结果比国际好10倍，全世界都是以我们的数据结果为标准。在信息社会，对信息的要求是要准确。比如在航空航天领域发射火箭，升空时温度会升很高，电池板需要保持一定的厚度。薄一些的电池板，因重量小，火箭会推得更高，又节约燃料。但是，电池板如果比需要的薄了，我们又会担心它的安全性。再比如在炼钢领域，温度控制不好会直接影响钢的质量。通过我们的科研成果，这些问题都可以得到解决。即使我们日常生活中常见的电表，做得准与不准，对一个地方乃至一个国家都会产生影响。我们测量得越准，对于国家制定方针政策越有益处。
　　计量科学研究是一项默默无闻的工作。就像园子里的花很漂亮，人们都能看到它。而计量科学就好比花的根部，人们都看不见，但它却至关重要。
　　记者：作为Codata(国际科技数据委员会)工作组的成员，你认为我国计量科学的发展水平在国际上处于什么样的位置？
　　张钟华：Codata的实际工作就是把各国的实验数据拿过来作评定，从而给出国际推荐值。中国的贡献主要有3个：电阻标准、电流标准、引力常数。
　　目前各国都在努力攻克的一个项目是建立质量量子基准。2006年在都灵,我们提出了自己的方案。2007年法国提出要和我们合作,不仅给我个人开出了很优厚的条件，还提出给我们的项目提供丰厚的经费支持。过去，我们去找美国想和他们合作，人家都不理你，现在美国也主动提出要和我们共同完成建立质量量子基准这一课题。但我都没有同意。我国的计量科学要走独立自主的道路，我们有这个实力，也有这个能力！
　　我国一定要重视质量量子基准研究。记得在改革开放初期，在贸易合作过程中，德国曾将一批在本国已经作过评估且确认是不合格产品的硅钢片运达了天津港。我们的技术人员在提货检验时发现了异常，没有签单，而是把样品送到了我们研究院来检验。检验结论出来后，样品确实不合格。当我们拿着试验数据给德方代表看时，他惊呆了。因为我们测量的结果和德方在本国的数据一模一样。这样，他们只有灰溜溜地赔偿。所以说，如果我们的计量科学不独立，发展落后，其他国家就可能欺负我们。
　　记者：2008年，您获得了国家科技进步奖一等奖，对此您有何感想？
　　张钟华：这是我们国家兴旺的标志。以往在这个领域的发展也不错，我们只是更进了一步。成绩的取得是大家共同努力的结果，包括许多工作人员。比如我们实验要用到液态氦，需要工作人员先制作好，这是很辛苦的。国家给了我们很大的荣誉，我只是代表大家去领奖，没有团队，我不可能做出这些成果。我年纪大了，但仍希望多做一些事情，希望能再做些成果出来，整个春节，我都一直在工作，在作理论方面的论证，为实验的可行性打好基础。
　　记者：我们知道您非常注重对青年人的培养，您对现在的年轻科技工作者，尤其是计量科学研究方面的后起之秀寄予了怎样的期望？
　　张钟华：把年轻人培养起来，未来就有希望了。一花独放不是春，万紫千红春满园。就我身边的情况看，青年科学家的基础知识还不够扎实。我现在每天工作前，会提前到实验室给他们上半小时的课，他们也很爱听。我讲课的内容都是工作中自己体会过的，都是一些经验的总结，而不像一般的拿着课本来讲。能把我的知识经验更多地传授给他们，我感到很欣慰。我希望年轻一代科学家不要浮躁、不要太功利，能够安心搞研究。

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