《米制公約》的誕生是人類(lèi)文明從分散走向統一、從經(jīng)驗邁向科學(xué)的里程碑。這一具有劃時(shí)代意義的國際協(xié)議,不僅奠定了全球計量體系的基石,更成為推動(dòng)科技創(chuàng )新、經(jīng)濟全球化與社會(huì )進(jìn)步的重要力量。2025年正值《米制公約》簽署暨國際米制公約組織(BIPM)成立150周年,謹以此文回顧《米制公約》簽署歷程,結合國際計量組織體系的發(fā)展與中國實(shí)踐,探討《米制公約》的深遠影響及其對未來(lái)發(fā)展的深刻啟示。
《米制公約》的歷史溯源與核心意義
1 米制的誕生與《米制公約》簽署
18世紀末,法國大革命期間,法國科學(xué)院受政府委托,決定制定一套新的、統一的度量衡制度。
1791年,法國科學(xué)院提出以地球子午線(xiàn)長(cháng)度的四千萬(wàn)分之一作為“米”的定義,1799年制成“米原器”與“千克原器”,標志著(zhù)米制的誕生。隨后,米制逐步向世界傳播,荷蘭、比利時(shí)、西班牙、墨西哥等國先后采用米制。1858年,《中法通商章程》簽訂后,米制傳入中國。
1875年5月20日,阿根廷、奧匈帝國、比利時(shí)、巴西、丹麥、法國、德國、意大利、秘魯、葡萄牙、俄羅斯、西班牙、瑞典和挪威(當時(shí)為聯(lián)合王國)、瑞士、奧斯曼帝國、美利堅合眾國和委內瑞拉等17國的代表在法國巴黎正式簽署了《米制公約》?!睹字乒s》的簽署標志著(zhù)國際米制計量制度的正式確立,不僅解決了貿易中的計量糾紛,更成為國際單位制(SI)的起點(diǎn)。
2 國際計量組織體系的構建
2.1 米制公約組織
依據《米制公約》,成立了國際計量大會(huì )(CGPM)、國際計量局(BIPM)以及國際計量委員會(huì )(CIPM),構建了國際計量組織體系。截至2025年4月,米制公約組織包含 64 個(gè)正式成員國和 37 個(gè)附屬成員國及經(jīng)濟體,涵蓋了世界上主要的工業(yè)國家,使SI制在全球范圍內得到了廣泛的應用和推廣。
CGPM由《米制公約》締約國的政府代表參加,是米制公約的最高組織形式,討論和決定SI的制修定和發(fā)展,保證在國際范圍內計量單位和物理量測量的統一,以及通過(guò)有關(guān)BIPM的組織和發(fā)展的重要決議。
1889年,第一屆CGPM會(huì )議在巴黎召開(kāi),并決定每四年召開(kāi)一次CGPM會(huì )議。BIPM為常設機構,是計量科學(xué)研究工作的國際中心,機構設在法國巴黎。主要任務(wù)包括:保存國際原器;組織國際比對;組織計量技術(shù)國際交流;維護SI,協(xié)調并進(jìn)行有關(guān)基本物理常數的測定工作;建立新的國際計量標準,并從事基礎計量學(xué)研究。
CIPM為常設專(zhuān)家組織,由締約國的18名委員組成,受CGPM領(lǐng)導,每?jì)赡暾匍_(kāi)一次會(huì )議。負責起草和執行CGPM的決議,指導和直接監督BIPM的工作。1927年至1998年,CIPM陸續設立10個(gè)專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)委員會(huì ),就 BIPM 的研究工作方向等向 CIPM 提出建議。
2.2 OIML的成立及其與米制公約組織的淵源
1875年簽署《米制公約》時(shí),與會(huì )者是來(lái)自各國法制計量機構的代表,代表們意識到測量結果的差異不僅由基準不同、計量器具的準確度要求和檢定程序不一致導致,也會(huì )因各國之間法制計量要求的差異而對貿易等活動(dòng)產(chǎn)生一定的阻礙。因此,在20世紀初前十年的CGPM會(huì )議上,與會(huì )者曾討論將BIPM的職能擴大到法制計量領(lǐng)域。為此,CGPM和CIPM分別于1933年和1935年作出決定,于1937年7月由法國政府召集第一屆國際實(shí)用計量大會(huì )及巴黎展覽會(huì )。此次大會(huì )有來(lái)自40多個(gè)國家的代表出席,會(huì )議的主要成果是決定建立法制計量臨時(shí)委員會(huì )。1955年,24個(gè)國家簽署建立國際法制計量組織(OIML)的條約,1956年,在巴黎召開(kāi)第一屆OIML大會(huì )。
OIML致力于協(xié)調各國國家計量部門(mén)或相關(guān)組織采用的計量法規和計量管理的一致性,制定了一系列國際法制計量的標準、規范等文件,推動(dòng)了國際間法制計量的協(xié)調發(fā)展。
米制公約組織側重于保證國際計量標準的統一和發(fā)展,為全球計量提供科學(xué)技術(shù)基礎和標準溯源;而OIML側重于推動(dòng)法制計量規則的全球統一,確保計量在法律法規層面的規范和一致。二者互為合作伙伴關(guān)系,都是為了促進(jìn)全球計量領(lǐng)域的發(fā)展,保障計量在社會(huì )、經(jīng)濟、科技等各方面的準確可靠和有效應用。
3 《米制公約》和米制公約組織的影響
3.1 統一計量單位制和計量標準
終結混亂局面。在《米制公約》之前,世界各國計量標準各異,換算復雜,嚴重阻礙了交流合作。
《米制公約》以米、千克、秒等基本單位為基礎構建計量體系,為全球提供統一標準,使不同國家和地區的計量有了共同基準,從而避免了因計量標準差異而導致的糾紛和錯誤。
推動(dòng)標準全球化。隨著(zhù)越來(lái)越多的國家加入米制公約組織,SI已成為全球通用計量語(yǔ)言。目前全球超 95% 的國家使用 SI,實(shí)現了計量標準在全球范圍的統一,促進(jìn)了跨國科研、貿易、工業(yè)生產(chǎn)等活動(dòng)的開(kāi)展。
3.2 建立并發(fā)展國際計量體系
建立基準體系。《米制公約》推動(dòng)了BIPM建立和維護高精度計量基準(如保存國際千克原器作為質(zhì)量基準),保證全球質(zhì)量計量準確一致。且隨著(zhù)技術(shù)發(fā)展,不斷采用新科學(xué)原理和技術(shù)重新定義計量基準,使計量準確度持續提升。
規范校準溯源。《米制公約》要求各國建立計量校準和溯源體系,確保計量器具準確可靠。通過(guò)將計量器具與更高等級標準進(jìn)行校準,直至溯源至國際計量基準,保證了從科研到生產(chǎn)各環(huán)節的計量準確。例如,醫療設備校準確保診斷和治療準確性,電子測量?jì)x器校準保障電子產(chǎn)品質(zhì)量和性能。
1889年,第一屆CGPM會(huì )議批準了根據新的米原器和千克原器確定的米和千克的定義。
1954年,CGPM決定將安培、開(kāi)爾文和坎德拉列為電流、熱力學(xué)溫度和發(fā)光強度的基本單位。
1956年,CIPM提出了秒的新定義,即秒是自歷書(shū)時(shí)1900年1月0日12時(shí)起算的回歸年長(cháng)度的1/31556925.9747。該定義于1960年被CGPM正式采用。
1960 年,第 11 屆CGPM會(huì )議將包含米、千克、秒、安培、開(kāi)爾文和坎德拉6個(gè)基本單位的單位制命名為SI。
1967年,隨著(zhù)原子鐘的發(fā)展,對秒進(jìn)行了第二次定義,即秒是銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細能級之間躍遷時(shí)所輻射的電磁波的9192631770個(gè)周期的持續時(shí)間。
1971年,第14屆CGPM會(huì )議決定在米制的基礎上建立SI,并將其作為國際通用的計量制度,將摩爾列為SI基本單位之一。自此,SI包括米(長(cháng)度)、千克(質(zhì)量)、秒(時(shí)間)、安培(電流)、開(kāi)爾文(溫度)、摩爾(物質(zhì)的量)、坎德拉(發(fā)光強度)7個(gè)基本單位以及一系列導出單位。
1983年,米被定義為光在真空中于 1/299792458秒內行進(jìn)的距離。
1990年,CIPM通過(guò)了新的定義,將歐姆和伏特的值與量子力學(xué)的基本常數相聯(lián)系,將歐姆的值與量子霍爾電阻常數相聯(lián)系,將伏特的值與約瑟夫森常數相聯(lián)系。
1999年10月14日,38個(gè)國家計量院和2個(gè)國際米制公約組織的代表在巴黎簽署《國家計量基(標)準和國家計量院簽發(fā)的校準與測量證書(shū)互認協(xié)議》(CIPM MRA),CIPM MRA正式誕生。它是在《米制公約》框架下,通過(guò)開(kāi)展國家計量標準的國際比對,證明國家計量標準的國際等效,從而實(shí)現校準和測量證書(shū)的國際互認,進(jìn)一步推動(dòng)了各國計量校準和溯源體系的建設和國際間的互認合作。
2018年,第 26 屆CGPM會(huì )議通過(guò)了 “修訂SI”的1 號決議,千克、安培、開(kāi)爾文、摩爾改由基本自然常數進(jìn)行定義。
2019年,重新定義后的SI正式生效。自2019年5月20日起,SI 7個(gè)基本單位的新定義正式在全球生效,SI將步入“常數化”時(shí)代。
3.3 促進(jìn)計量技術(shù)發(fā)展
激發(fā)科研投入?!睹字乒s》營(yíng)造的統一計量環(huán)境鼓勵了各國加大計量技術(shù)研發(fā)投入。為實(shí)現更精準計量,科研人員不斷探索新技術(shù)、新方法。例如,原子鐘技術(shù)發(fā)展使時(shí)間計量準確度達到極高水平,為衛星導航、通信等領(lǐng)域提供支撐。
推動(dòng)技術(shù)交流?!睹字乒s》框架下的國際計量組織和會(huì )議為各國計量科研人員提供了交流合作平臺,加速了計量技術(shù)傳播和應用,使各國能及時(shí)了解前沿動(dòng)態(tài),開(kāi)展合作研究,共同攻克技術(shù)難題。
3.4 促進(jìn)社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展
助力科學(xué)研究。統一準確的計量體系為科學(xué)研究提供基礎保障,使不同國家的科研數據具有可比性和可重復性,加速了科學(xué)研究進(jìn)程,推動(dòng)各學(xué)科發(fā)展。例如,在物理學(xué)中,精確的計量對研究微觀(guān)粒子和宇宙現象至關(guān)重要。
促進(jìn)工業(yè)制造。在工業(yè)生產(chǎn)中,統一的計量標準可確保零部件尺寸、性能等參數一致,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,有利于全球產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈整合。例如,汽車(chē)、航空航天等制造業(yè)需嚴格遵循國際計量標準,保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。
保障貿易公平。《米制公約》保障了貿易中計量準確、公正,避免了因計量誤差導致的貿易糾紛,保護了買(mǎi)賣(mài)雙方利益,促進(jìn)了全球貿易自由化和便利化。例如,商品重量、體積等計量統一,使貿易結算更公平合理。
服務(wù)社會(huì )民生。在醫療衛生、能源計量、環(huán)境保護等民生領(lǐng)域,國際統一的計量標準也發(fā)揮著(zhù)重要作用。例如,醫療藥物劑量、檢測指標計量準確關(guān)乎患者健康安全,能源計量準確有助于能源管理和節約。
中國與《米制公約》:從追隨者到引領(lǐng)者的跨越
1 邁出歷史性一步,融入國際計量體系
1976年10月,“文革”動(dòng)亂剛結束不久,中共中央、國務(wù)院面臨許多涉及國家前途、命運的大事,需要決策和解決。正是在這樣一個(gè)國家正要邁向新征程的關(guān)鍵時(shí)期,中國科學(xué)院(彼時(shí)代管計量工作的部門(mén))、國家計劃委員會(huì )、中華人民共和國外交部這3個(gè)管理國家內政外交重要事務(wù)的部門(mén),于1976年12月25日聯(lián)合向國務(wù)院提交了《關(guān)于擬參加國際米制公約的請示》報告,稱(chēng)“根據我國計量工作發(fā)展的需要,擬以我政府名義參加‘國際米制公約’,由國家標準計量局主辦”。此意見(jiàn)隨即經(jīng)過(guò)華國鋒、李先念等中央領(lǐng)導的同意,并得到中共中央、國務(wù)院的批準。這幾乎是我國改革開(kāi)放的一個(gè)先期信號,也是中央重視計量工作、鼓勵盡快走出國門(mén)的一項重要措施。
1977年5月9日,我國外交部和中國科學(xué)院函告我國駐法大使館,指示其正式照會(huì )法國外交部,通知我國以政府名義參加《米制公約》。我國駐法大使館于1977年5月20日正式照會(huì )法國外交部,通知了我國政府的決定。法國外交部也于1977年6月16日向我國駐法大使館致意,表示收到了1977年5月20日的照會(huì )。據此,法國政府認同此照會(huì )日期即為中國政府決定加入《米制公約》的日期,及時(shí)將中國政府參加《米制公約》的決定通知了各締約國政府和BIPM局長(cháng)泰瑞恩先生。根據《米制公約》第十一條“每個(gè)國家均可通知法國政府參加本公約,由法國政府通知所有參加國和CIPM主席”的條款,終于完成了締約手續,至此,中國成為國際米制公約組織第45個(gè)締約國。
1977年5月20日,《米制公約》正式簽署102年,亦即國際計量組織經(jīng)歷百年之后,才由新中國將我國計量界帶到國際計量大家庭中,這無(wú)論對國際計量界,還是在我國計量史上,都是一件具有里程碑意義的重大事件。
坐落在法國巴黎的BIPM(航拍圖)
2 能力建設與全球貢獻
自我國加入國際米制公約組織至今,一代代計量人通過(guò)在國際組織任職、參與國際比對、貢獻科研力量,提升了國際話(huà)語(yǔ)權,逐步成長(cháng)為有影響力和有所作為的重要成員。
參與CIPM活動(dòng)。中國積極參加各次CGPM會(huì )議、計量委員會(huì )會(huì )議及各咨詢(xún)委員會(huì )會(huì )議。經(jīng)CGPM投票選舉,自1979年起,王大珩、高潔、段宇寧、屈繼峰先后當選為CIPM委員。
提升計量能力。參加BIPM組織的國家基準國際比對;截至2025年4月3日,中國獲國際互認的校準項目達1949項,位居世界第二,僅次于俄羅斯。中國還主導了亞太計量規劃組織(APMP)的比對,成為亞太地區中心計量實(shí)驗室之一。
貢獻科研力量。中國計量科學(xué)研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中國計量院”)參加了全部10個(gè)國際計量咨詢(xún)委員會(huì )的工作。2019年SI單位重新定義中,中國計量院在溫度、電學(xué)等領(lǐng)域提出關(guān)鍵方案,推動(dòng)了定義落地。
推動(dòng)國際互認。中國積極參與CIPM MRA相關(guān)工作,推動(dòng)校準和測量證書(shū)的國際互認,為消除貿易壁壘、促進(jìn)全球貿易和科技合作發(fā)揮了積極作用。中國計量院是1999年首批簽署CIPM MRA的38個(gè)機構之一。
展現大國擔當。目前,中國每年繳納的年度會(huì )費額度約為113萬(wàn)歐元,與美國、日本同為達到會(huì )費封頂值的3個(gè)國家。
世界計量日:全球共識的凝聚與實(shí)踐
1 從倡議到全球行動(dòng):世界計量日的設立
為使各國政府和公眾了解計量,鼓勵和推動(dòng)各國計量領(lǐng)域的發(fā)展,加強各國在計量領(lǐng)域的國際交流與合作,1999年10月,第21屆CGPM會(huì )議決定將《米制公約》簽署日——5月20日定為世界計量日,并將此決定通知了聯(lián)合國教科文組織。每年舉辦慶?;顒?dòng),致力于在全球范圍提高對計量在經(jīng)濟與社會(huì )生活中所發(fā)揮關(guān)鍵作用的認識。
2 世界計量日主題演變
自2000年起,米制公約組織與國際法制計量組織聯(lián)合發(fā)布世界計量日主題及宣傳海報,共同推動(dòng)各國開(kāi)展相關(guān)活動(dòng),提高全球對計量的認識。世界各國也開(kāi)始了世界計量日一系列宣傳活動(dòng),并設計制作世界計量日宣傳海報。歷年世界計量日的全球主題與中國特別主題如表1所示。
對比歷年主題可以看出,國際主題涉及各個(gè)領(lǐng)域,更加注重社會(huì )發(fā)展(如健康、環(huán)保、民生等)。中國主題集中于工業(yè)制造與能源管理,反映改革開(kāi)放以來(lái)“制造強國”的戰略導向。
3 世界計量日之中國行動(dòng)
中國從2001年開(kāi)始開(kāi)展世界計量日宣傳活動(dòng),中國計量測試學(xué)會(huì )和《中國計量》雜志社制作了2001年世界計量日宣傳畫(huà)和計量科普光盤(pán)。2002年,以“計量與科技”為主題的世界計量日座談會(huì )順利召開(kāi),同期出版了《計量與科技》專(zhuān)輯。
2003年,原國家質(zhì)檢總局加大了世界計量日宣傳活動(dòng)的力度,通過(guò)在全國性報刊、媒體上開(kāi)辟專(zhuān)版宣傳計量工作,在《人民日報》《經(jīng)濟日報》《中國國門(mén)時(shí)報》《中國質(zhì)量報》《中國計量》等報刊上宣傳世界計量日,在中國計量網(wǎng)設專(zhuān)頁(yè)宣傳計量有關(guān)知識。各地質(zhì)量技術(shù)監督局和計量技術(shù)機構向公眾開(kāi)放計量實(shí)驗室,開(kāi)展計量知識普及教育活動(dòng),在世界計量日期間,向社會(huì )提供咨詢(xún)服務(wù)等。
此后每年,中國均通過(guò)舉辦計量科技論壇、實(shí)驗室開(kāi)放日、計量知識競賽、設計主題宣傳畫(huà)等多種形式開(kāi)展世界計量日宣傳活動(dòng),中國特別主題也從“計量與科技”擴展至“數字時(shí)代的計量”“計量筑基新質(zhì)生產(chǎn)力,促進(jìn)可持續發(fā)展”等前沿領(lǐng)域,并逐步與世界接軌。世界計量日活動(dòng)對我國計量事業(yè)的發(fā)展起到了廣泛宣傳和積極推動(dòng)作用。
150年來(lái),《米制公約》從巴黎鐘表廳的“一紙協(xié)議”發(fā)展為支撐人類(lèi)科技進(jìn)步的隱形骨架。在全球化與其逆流并存的今天,計量不僅是技術(shù)的標尺,更是信任的紐帶。當各國以同一把尺丈量世界時(shí),合作的基石將堅不可摧。面向未來(lái),中國需繼續以科技創(chuàng )新為矛、以制度改革為盾,書(shū)寫(xiě)“測量定義世界”的新篇章。
本文刊發(fā)于《中國計量》第5期
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