“顶天立地”——21世纪计量与仪器科学技术的发展

　　1　计量与仪器科学技术的基本特征

　　计量与仪器科学技术的内容包括理论和技术两个方面。按其作用和重要性来考虑其基本特征,则可用顶天立地4个字来形容。

　　顶天的意思,是说它的发展与所有尖端和前沿科学技术密切相关,是研究、发展尖端和前沿科学技术的基本手段。最能说明顶天之作用的是诺贝尔奖,它是举世公认的最高科学桂冠。诺贝尔自然科学奖(物理学、化学、生理医学)的得主,被公认为超英才。一个国家诺贝尔自然科学奖的获奖人数,被认为是反映国家整体科学水平的一个重要指标。诺贝尔自然科学奖的获奖项目,主要可分为发现与发明两大类。发现需要通过计量测试手段获得,如X射线、天然放射性、黑色物体的热辐射、光电效应、晶体中电子的衍射现象、微波背景辐射、毛细管作用、胰岛素等。在发明中,许多是测量方法或测量仪器,如电子电荷测定方法、核磁测定方法、电子磁矩测定方法、位相差显微镜、心电图仪、核磁共振仪、CT断层扫描仪、扫描隧道显微镜等。

　　立地的意思,是说其应用遍及国民经济的各个部门[1],以及人民生活的方方面面。

　　2　21世纪计量与仪器科学技术的发展趋势

　　笔者认为,21世纪计量与仪器科学技术的发展趋势,总的来讲,就是其顶天立地的作用将有更进一步的发展。

　　顶天方面,诺贝尔自然科学奖获得者的人数,将大大超过20世纪。从1901年诺贝尔奖首次颁奖到1998年,共有456人获诺贝尔自然科学奖。其中,华裔学者有6人,目前还无来自中国大陆之人士。若按世界科学中心将实现第6次转移之观点,预计21世纪前10～20年,中国大陆将会首次产生诺贝尔自然科学奖获得者。往后获此殊荣的人数还会逐步增加。对21世纪诺贝尔自然科学奖的生长点,有许多学者进行了预测。有一点可以肯定的,就是这些生长点都会离不开计量与仪器科学技术的发展。

　　立地方面,计量与仪器科学技术的应用范围,在深度、广度方面都将有更大发展。

　　3　纳米计量学与微型仪器

　　笔者认为,纳米计量学与微型仪器作为一种推动力和应用领域,与纳米科学技术群和微型机电系统一道将有长足发展。纳米科学技术无疑将成为21世纪最具有挑战性的研究领域之一、最典型的多学科交叉领域,将具有巨大的军事和市场前景。纳米科学,包括纳米计量学、纳米机械学、纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学、纳米化学等。

　　由于纳米是一个很明确的长度计量单位,纳米计量学将是纳米学科群发展的基础。笔者认为,最迫切的核心研究任务,是需要解决纳米尺度的产生、标定及其传递的理论和技术问题。