訪張鐘華院士：為了使計量科學更精準

訪張鐘華院士：為了使計量科學更精準

來源：科學時報  發布時間：2008-6-13

張鐘華院士（前）與課題組同志共同討論

　　科學技術發展離不開測量，而計量是測量的科學，所以說計量的發展與科學技術的進步有著密切的聯系。隨著科學技術和工農業的發展，計量單位也在不斷地變革，以滿足人們生產、生活的需要。而且計量單位的變革在某種意義上也折射出生產力發展水平的提高。
　　在紀念科學春天30年之際，本報記者采訪了中國工程院院士張鐘華。張鐘華是我國計量科學研究院的唯一院士，他以幾十年的奮斗與感受，對我國計量科學的發展作了較全面的回顧。
　　記者：計量學是中國古代文明的基石之一，是文明社會不可缺少的技術規范和行為準則。站在歷史角度，計量學對創造燦爛的中華文明起到了非常重要作用。您能談談我國計量科學的發展歷程嗎？
　　張鐘華：計量科學在中國有著悠久的歷史。秦始皇征服六國后，頒發了統一度量衡詔書，同時初步建立了一套完整的度量衡制度。應該說自秦始皇統一度量衡起,我國就出現了計量學的雛形,從而在稱重量、斗量收稅、丈量土地等方面有了規范。
　　在西漢末年，王莽委派劉歆等又進行了度量衡制度改革。“新莽嘉量”就是成果之一。新莽嘉量是一個五量合一的標準量器，其主體是斛量，另外還有斗、升、龠、合諸量。這在我國的計量學歷史上具有里程碑的意義。那一時期保存下來的新莽銅嘉量，現收藏于臺北故宮博物院，它是國家級文物，舉世瑰寶。
　　計量制度的建立，單位標準的確定雖然都是人為的，但必須具有權威性。我國歷朝歷代都很重視計量，北京故宮博物院太和殿前的鎏金銅嘉量和日晷便是有力的物證。
　　民國時期,我國的計量科學也得到了一定的發展。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。由于中國原來是市制，“123法”使我們的計量單位就做到了與國際接軌。而且“123法”簡便易行，在民間很容易得到廣泛推廣和使用。
　　到了新中國建立初期, 我國還沒有自己獨立的計量標準，計量科學依賴前蘇聯。當時需要定期把各種標準量具送到前蘇聯去檢定，再按蘇聯的檢定結果在國內開展量值傳遞。這里有個小故事。當時我國科學家王大珩院士就曾經拿棉被包裹著設備去蘇聯求證測量結果。他把拿棉被包裹的設備抱在懷里，是因為怕溫度、濕度變化及路途顛簸等因素影響了測量結果的準確性。而經過幾十年的努力，今天我們的測量條件就好多了。我們的許多計量科學成果也很受世界計量界的關注。
　　記者：您是如何走上計量科學道路的？這是您年輕時的志愿嗎？
　　張鐘華：考中學時, 在2000多名學生中我考了第一名，上了蘇州中學。蘇州中學是當時全國兩個重點中學之一。我大學期間學習的是電工理論，我的機遇比較好,1965年畢業后直接被分配到計量研究院。1966年“文革”開始,清華大學的許多學生都被發到農村去了。當時計量研究院的領導很珍惜人才，給了我很大程度的保護，使我的研究工作沒有受到很大影響，我的工作也基本沒有中斷過。可以說，與同時代的許多人相比，我是很幸運的。
　　記者：1965年至1979年你負責用“交叉電容法”建立了國家電容標準。在此過程中，你經過多年鉆研，提出了一種獨特的“變動邊界微擾法”，解決了相關的一些難題。
　　張鐘華：我們應用了一套與國際上不同的方案。其實,當時我們也不知道測量的結果是否準確。我們需要與國際已有的數據結果進行比對。經過比對證明我們的測量結果非常好。
　　當時國際計量委員會有８個席位，我國由王大珩院士出席。臨行之前他來到了我們的實驗室,考察我們的工作，他看后點點頭說：“有你們的實驗工作支持,我就放心了。”
　　日本聽說中國正在研究這項技術時，就主動提出要和中國比對。有意思的是,我們問他們的實驗結果如何？他們說結果找不到了。但等我們的結果出來時,他們說他們的結果又找到了。通過比對，雙方的結果一模一樣。其實，他們哪里是找不到結果呀，是不相信中國能做出來。
　　記者：你在測量磁場領域利用一種特殊的網絡把振蕩回路中的基波加以抑制，這一發明，解決了國際難題，并于1992年獲得國家科技進步獎二等獎。這一成果是怎么產生的？
　　張鐘華：至于抑制法的產生,我們當時只是跳出了慣性思維。我們沒有一味地盲從國外權威的學說，而是從基礎理論的分析入手，選擇了自己的方式解決問題。
　　大家都知道鳩占鵲巢的故事。被斑鳩擠出巢的小喜鵲并沒有消失，只是大喜鵲沒看見而已。通過理論分析,我們發現許多頻率都是看不見的,但它們實際地存在著。于是，我們通過抑制法使得許多頻率得以顯現,從而誕生了今天的“抑制法”。發表后,被美國評為年度十大科技進展之一,之后又被我國評為科技進步獎二等獎。
　　記者：2003年計量科學研究院建成了量子化霍爾電阻標準裝置，成功研制了系統的核心器件——量子化霍爾器件。這一進展對我國的科技發展有什么推動作用？
　　張鐘華：我們的數據結果比國際好10倍，全世界都是以我們的數據結果為標準。在信息社會，對信息的要求是要準確。比如在航空航天領域發射火箭，升空時溫度會升很高，電池板需要保持一定的厚度。薄一些的電池板，因重量小，火箭會推得更高，又節約燃料。但是，電池板如果比需要的薄了，我們又會擔心它的安全性。再比如在煉鋼領域，溫度控制不好會直接影響鋼的質量。通過我們的科研成果，這些問題都可以得到解決。即使我們日常生活中常見的電表，做得準與不準，對一個地方乃至一個國家都會產生影響。我們測量得越準，對于國家制定方針政策越有益處。
　　計量科學研究是一項默默無聞的工作。就像園子里的花很漂亮，人們都能看到它。而計量科學就好比花的根部，人們都看不見，但它卻至關重要。
　　記者：作為Codata(國際科技數據委員會)工作組的成員，你認為我國計量科學的發展水平在國際上處于什么樣的位置？
　　張鐘華：Codata的實際工作就是把各國的實驗數據拿過來作評定，從而給出國際推薦值。中國的貢獻主要有3個：電阻標準、電流標準、引力常數。
　　目前各國都在努力攻克的一個項目是建立質量量子基準。2006年在都靈,我們提出了自己的方案。2007年法國提出要和我們合作,不僅給我個人開出了很優厚的條件，還提出給我們的項目提供豐厚的經費支持。過去，我們去找美國想和他們合作，人家都不理你，現在美國也主動提出要和我們共同完成建立質量量子基準這一課題。但我都沒有同意。我國的計量科學要走獨立自主的道路，我們有這個實力，也有這個能力！
　　我國一定要重視質量量子基準研究。記得在改革開放初期，在貿易合作過程中，德國曾將一批在本國已經作過評估且確認是不合格產品的硅鋼片運達了天津港。我們的技術人員在提貨檢驗時發現了異常，沒有簽單，而是把樣品送到了我們研究院來檢驗。檢驗結論出來后，樣品確實不合格。當我們拿著試驗數據給德方代表看時，他驚呆了。因為我們測量的結果和德方在本國的數據一模一樣。這樣，他們只有灰溜溜地賠償。所以說，如果我們的計量科學不獨立，發展落后，其他國家就可能欺負我們。
　　記者：2008年，您獲得了國家科技進步獎一等獎，對此您有何感想？
　　張鐘華：這是我們國家興旺的標志。以往在這個領域的發展也不錯，我們只是更進了一步。成績的取得是大家共同努力的結果，包括許多工作人員。比如我們實驗要用到液態氦，需要工作人員先制作好，這是很辛苦的。國家給了我們很大的榮譽，我只是代表大家去領獎，沒有團隊，我不可能做出這些成果。我年紀大了，但仍希望多做一些事情，希望能再做些成果出來，整個春節，我都一直在工作，在作理論方面的論證，為實驗的可行性打好基礎。
　　記者：我們知道您非常注重對青年人的培養，您對現在的年輕科技工作者，尤其是計量科學研究方面的后起之秀寄予了怎樣的期望？
　　張鐘華：把年輕人培養起來，未來就有希望了。一花獨放不是春，萬紫千紅春滿園。就我身邊的情況看，青年科學家的基礎知識還不夠扎實。我現在每天工作前，會提前到實驗室給他們上半小時的課，他們也很愛聽。我講課的內容都是工作中自己體會過的，都是一些經驗的總結，而不像一般的拿著課本來講。能把我的知識經驗更多地傳授給他們，我感到很欣慰。我希望年輕一代科學家不要浮躁、不要太功利，能夠安心搞研究。

[ 本帖最后由 duomeiti 于 2008-6-13 20:34 編輯 ]