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　　2025年是《米制公约》签署150周年ღ✿，也是中国计量科学研究院（NIM）建院70周年ღ✿。1977年ღ✿，中国正式签署《米制公约》ღ✿，NIM代表中国参加国际米制公约组织的技术活动ღ✿。建院70年以来ღ✿，NIM为发展计量学和应对全球性挑战作出了历史性贡献ღ✿。2018年国际单位制（SI）重新定义之后ღ✿，国际计量发展迈入新的历史阶段ღ✿，国际计量委员会（CIPM）正在制定面向2030年代的发展战略5357cc拉斯维加斯欢迎您ღ✿。从国际层面看5357cc拉斯维加斯欢迎您ღ✿，一方面ღ✿，SI单位持续量子化演进ღ✿。分布式系统ღ✿、传感器网络ღ✿、人工智能等新技术广泛应用ღ✿，对计量学如何支撑数据可靠性5357cc拉斯维加斯欢迎您ღ✿、可比性ღ✿、溯源性提出了新挑战ღ✿；另一方面ღ✿，气候变化与环境ღ✿、健康与生命科学ღ✿、食品安全亚冠官网ღ✿、能源ღ✿、先进制造等全球性挑战对计量界提出了新需求ღ✿。从国内层面看ღ✿，计量如何促进发展新质生产力ღ✿、助力高质量发展5357cc拉斯维加斯欢迎您ღ✿，是摆在中国计量人面前的时代之问ღ✿。本文聚焦时间频率ღ✿、长度ღ✿、温度ღ✿、电磁ღ✿、化学等计量学科ღ✿，以及气候变化与环境ღ✿、食品安全ღ✿、健康与生命科学等全球性挑战ღ✿，简要回顾NIM作出的贡献ღ✿。

　　20世纪60年代ღ✿，原子钟已表现出巨大潜力ღ✿。在时间频率计量领域亚冠官网ღ✿，其计时准确度超越天文时这一事实亚冠官网ღ✿，已得到广泛公认亚冠官网ღ✿。NIM研制的第一台铯原子钟NIM1ღ✿，可以追溯至1965年ღ✿。1997年ღ✿，NIM开始研制基于激光冷却技术的铯原子喷泉钟NIM4ღ✿，到2003年研制完成时ღ✿，其不确定度达到了8.5×10-15ღ✿，并在国际上最早开展了喷泉钟驾驭本地时标的研究ღ✿。第二台铯喷泉钟NIM5的不确定度达到1.4×10-15ღ✿，该钟后来成为国家秒长基准ღ✿。自2014年起ღ✿，NIM5开始向国际计量局（BIPM）时间部门报送数据ღ✿，参与校准国际原子时（TAI）ღ✿，成为第一台为国际时频界作出贡献的中国基准钟ღ✿，也是国际上第七台参与驾驭TAI的喷泉钟ღ✿。新研制的NIM6铯喷泉钟不确定度达到了2.3×10-16ღ✿，成为国际上最好的喷泉钟之一ღ✿，并且即将向TAI报送校准数据ღ✿。

　　为建立下一代频率基准ღ✿，NIM自2006年开始研制锶原子光晶格钟ღ✿。第一台锶光钟NIM-Sr1于2015年进行了第一次系统频移评估和绝对频率测量ღ✿，测量结果参与了锶原子跃迁频率的国际推荐值计算ღ✿，中国成为国际上第五个成功研制锶原子光晶格钟的国家ღ✿。这是NIM首次为秒的次级表示作出贡献ღ✿。2024年ღ✿，第二台锶光钟NIM-Sr2的系统频移不确定度达到6.5×10-18ღ✿，是国际上第三台达到该指标精度（10-18量级）的锶光钟ღ✿。通过光纤链路将NIM-Sr2与NIM-Sr1进行频率比对ღ✿，结果表明ღ✿，两台钟的频率在测量不确定度范围内一致ღ✿。

　　1980年ღ✿，NIM建立原子时标ღ✿，参与TAI合作ღ✿，为TAI的产生作出了贡献ღ✿。同时ღ✿，利用国际数据驾驭本地原子时标实现了我国标准时间与国际同步ღ✿。此后ღ✿，原子时标UIC（NIM）的性能稳步提升ღ✿。2024年ღ✿，相对于协调世界时（UTC）的时间偏差ღ✿，长期（年）优于±3nsღ✿，短期（月）优于±1nsღ✿，达到国际领先水平ღ✿。

　　1960年ღ✿，科学家发明了世界上第一台激光器ღ✿。由于激光单色性好ღ✿、能量大ღ✿、方向性好ღ✿，在长度测量领域得到了广泛应用ღ✿。国际上开始研究基于真空中光速的新一代米定义ღ✿，国际计量局（BIPM）和各国开始研究不同波长激光器获得真空中光速的一致性ღ✿，并组织国际比对ღ✿。NIM在20世纪60年代开始研制甲烷稳频3.39μm激光器和碘稳频633nm激光器ღ✿。1980年ღ✿，NIM携带相关设备赴BIPM参加了国际比对ღ✿，取得了理想结果ღ✿，甲烷稳频3.39μm激光器的频率值在6×10-12以内ღ✿，与BIPM的甲烷稳频激光器一致ღ✿。这一比对结果对1983年国际计量大会（CGPM）通过基于真空中光速的米定义起到了促进作用ღ✿。

　　复现米定义主要利用激光标准谱线ღ✿。NIM与德国联邦物理技术研究院（PTB）合作ღ✿，在国际上率先成功研制出碘稳频612nm氦氖激光器ღ✿。该激光器于1983年第17届CGPM会议上被通过ღ✿，成为实现新米定义的推荐谱线ღ✿。此后ღ✿，NIM又成功研制出640nm氦氖激光器ღ✿，并利用该激光器在国际上首先观察到碘-127分子15条新超精细结构谱线年ღ✿，CIPM通过决议ღ✿，将碘-127稳频640nm氦氖激光器的波长（或频率）值确定为实现米定义的新推荐谱线ღ✿。至此ღ✿，CIPM共推荐了8条谱线条是NIM首先研究的成果ღ✿。

　　在国际温标ITS-90的建立过程中ღ✿，一项重要改进是将标准铂电阻温度计的测温上限从630℃扩展到962℃ღ✿。为此ღ✿，采用高温铂电阻温度计作为内插仪器ღ✿，替代原有的热电偶ღ✿，使高温区具有更连续的内插方程ღ✿。然而ღ✿，在很长一段时间内ღ✿，国际上始终无法制作出稳定性良好的高温铂电阻温度计ღ✿，这成为ITS-90建立过程中亟待解决的全球性难题ღ✿。

　　1982年ღ✿，NIM科研人员在国际专业学术期刊《计量学》（Metrologia）上发表了题为《一种新型高温铂电阻温度计》的研究论文ღ✿，通过特殊结构设计保证了温度计的优良性能指标ღ✿，将温度计的长期稳定性从传统的10mK提升至2mKღ✿。这一研究结果引起了国际关注ღ✿，国际温度咨询委员会（CCT）派出专家进行现场考察确认ღ✿。随后ღ✿，NIM提供了一批温度计供国际同行进行测量ღ✿。最终ღ✿，编号为18222的高温铂电阻温度计由PTB测量分度ღ✿，并据此建立了高温区国际温标的参考函数ღ✿，这也是国际温标建立过程中该温区唯一采用的内插仪器ღ✿。该项研究成果于1987年荣获国家科技进步奖二等奖ღ✿。

　　基于玻尔兹曼常数重新定义温度单位ღ✿，是温度计量史上的一次重大变革ღ✿。为避免单一方法可能存在的系统误差ღ✿，CCT要求使用至少两种独立方法ღ✿，分别实现不确定度小于3×10-6的玻尔兹曼常数测定ღ✿。这一要求涉及多个物理量的高精度绝对测量ღ✿，是对精密测量极限的巨大挑战ღ✿。

　　NIM提出了独特的定程圆柱声学原级测温和量子噪声原级测温方法ღ✿，通过原理创新和技术创新ღ✿，分别获得了不确定度为2.0×10-6和2.7×10-6的玻尔兹曼常数测量结果ღ✿，均被国际数据委员会（CODATA）采纳ღ✿。NIM也是国际上唯一成功实现两种独立方法对玻尔兹曼常数测量结果贡献权重的研究机构ღ✿，极大提升了我国在国际温度计量领域的话语权和影响力ღ✿。该项研究是我国首次对SI基本单位定义作出重要贡献ღ✿，也为原级测温技术服务我国前沿科学和尖端技术奠定了基础ღ✿。该项研究成果于2018年荣获国家科技进步奖一等奖ღ✿。

　　20世纪70年代ღ✿，NIM开始研究核磁共振（NMR）在低磁场（0.23mT）和高磁场（0.47T）下测定屏蔽质子的旋磁比γpღ✿，并实现SI中电流单位安培的绝对复现ღ✿。同时ღ✿，研究计算电容法绝对复现电容单位法拉ღ✿，构建了电学计量单位的SI溯源体系ღ✿。随后在20世纪80年代ღ✿，NIM开始研究量子化霍尔电阻和约瑟夫森量子电压ღ✿，实现了电学单位的量子化复现ღ✿。

　　鉴于约瑟夫森效应和量子化霍尔效应对电学量子单位复现的重要性ღ✿，1986年第17届国际电学咨询委员会（CCE）会议决定在1988年第18届CCE会议上给出约瑟夫森常数KJ和冯·克里青常数RK的推荐值ღ✿，倡导各国计量院积极开展这两个物理常数的绝对测量和报送工作ღ✿。NIM基于上述电学计量SI单位的绝对测量基础ღ✿、电学量子化研究成果以及相关电学基准等精密测定了约瑟夫森常数KJ和冯·克里青常数RKღ✿，为1988年第18届CCE会议提交了系列报告ღ✿，成为14个报送数据的实验室之一ღ✿。

　　NIM提供的KJ和RK测量结果全部被CCE采纳ღ✿，成为4个双常数被采纳的实验室之一（其他3个来自美国ღ✿、英国ღ✿、澳大利亚）ღ✿。其中ღ✿，KJ和RK测量结果与国际推荐值差值分别只有4×10-8和6×10-8ღ✿，具有很好的一致性ღ✿。NIM的工作为RK-90和KJ-90国际推荐值的确定作出了贡献ღ✿，也为1990年1月1日国际上正式启用电学量子基准以及我国实现电学单位的量子化复现作出了贡献ღ✿。此后ღ✿，NIM在1995年参加了CCE组织的KJ和RK测定比对ღ✿，其结果被CODATA1998采纳ღ✿。

　　20世纪70年代起ღ✿，为实现质量单位千克的量子化复现ღ✿，国际上陆续提出了功率天平方案和硅球方案并开展了相关研究ღ✿。2005年ღ✿，CIPM建议采用普朗克常数重新定义千克ღ✿，并号召各国釆用不同原理的方案开展研究ღ✿，NIM于2006年提出了能量天平方案开展普朗克常数精密测量研究5357cc拉斯维加斯欢迎您ღ✿。能量天平和功率天平方案均采用电学方法测量普朗克常数ღ✿，二者主要区别在于ღ✿：能量天平方案采用积分法测量5357cc拉斯维加斯欢迎您ღ✿，在同一段磁场均匀区内对力和感应电压进行积分测量ღ✿，进而建立质量与普朗克常数的联系ღ✿，属于准静态测量方案ღ✿；而功率天平需要测量瞬时速度和感应电压ღ✿，属于微分测量和动态测量方案ღ✿。

　　经过10余年的研究ღ✿，NIM已成功研制NIM-1原型验证装置和NIM-2线参加了BIPM组织的首次千克复现国际关键比对（CCM.M-K8.2019）ღ✿，测量1kg砝码的相对标准不确定度为4.5×10-8ღ✿，在电学方案中处于国际第三的水平（位于加拿大和美国之后）ღ✿，并为首个国际质量共识值的确定贡献了权重ღ✿。2021年ღ✿，NIM-2参加了第二次关键比对（CCM.M-K8.2021）ღ✿，测量1kg砝码的相对标准不确定度降低到4.0×10-8ღ✿，目前仍在持续改进研究中ღ✿。此项研究成果为建立具有我国独立知识产权的千克单位实现装置和新的质量量值传递系统奠定了重要基础ღ✿。

　　原子量是指某种原子的质量与碳-12原子质量的1/12（约1.66×10-27kg）的比值ღ✿，又称相对原子量ღ✿。在同位素被发现之后ღ✿，质谱测量方法逐渐取代了化学法ღ✿，即通过测量元素的同位素丰度及其原子质量来确定元素的原子量ღ✿。据统计ღ✿，近二十年原子量标准值修定涉及约30种元素ღ✿。随着同位素测量技术的进步ღ✿，科学家观测到自然界部分元素的同位素丰度在不同地域或物质中存在细微差异ღ✿，这改变了原子量是“自然常数”的传统观念ღ✿。自2009年起ღ✿，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）对碳ღ✿、氧ღ✿、硅ღ✿、铅等14种元素的原子量标准值采用了给出范围的新表达方式ღ✿，开启了原子量“个体化”定值进程ღ✿，同时也对同位素精准测量能力提出了新的要求ღ✿。利用高精密质谱仪测量同位素组成进而获得元素原子量ღ✿，是当前国际公认的最准确的测量方法ღ✿。

　　NIM自20世纪80年代起便开展了元素原子量的测量研究工作ღ✿，先后建立了锑ღ✿、锌ღ✿、硒ღ✿、镱等多种元素原子量的绝对质谱测量方法ღ✿，测量的同位素丰度及原子量准确度高ღ✿、不确定度小ღ✿，均被IUPAC评为最佳测量结果ღ✿，其中10种元素的原子量被采纳为国际新标准值ღ✿。特别是近十年来ღ✿，NIM结合测量校正理论创新与技术突破ღ✿，构建了同位素组成精准测量系统ღ✿，具备了多类型复杂基体样品中元素原子量的准确定值能力ღ✿，在同位素及摩尔质量的国际比对中取得了理想成绩ღ✿，在相关计量溯源技术方面已进入了国际第一梯队ღ✿。

　　实现“双碳”目标需要国际互认的碳数据作为支撑ღ✿。为确保各国碳排放核算方法的合理性与数据的准确性ღ✿，2019年ღ✿，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第49次全会通过了《IPCC 2006年国家温室气体清单指南2019修订版》ღ✿，首次系统性地提出了基于测量反演温室气体排放量ღ✿，进而验证和修正传统清单的方法ღ✿。欧美等发达国家已在多个城市开展了基于监测的碳清单反演核算试点工程ღ✿，验证了该方法的有效性ღ✿。2018年ღ✿，NIM在郑州市建立了国内首个城市尺度高时空分辨碳排放量监测反演系统和示范工程亚冠官网ღ✿，提升了碳排放清单的有效性和准确性ღ✿，支撑构建我国碳排放量计量体系ღ✿，相关技术已在广东ღ✿、山东等地区应用推广ღ✿。

　　NIM自2012年起布局温室气体精准测量和量值溯源技术ღ✿，结合自主研究和国际合作ღ✿，于2017年建成国内唯一的大口径烟道流量计量标准装置ღ✿，装置实验室流量测量范围达到19万m3/hღ✿，流量测量不确定度仅为4.4‰ღ✿。同时ღ✿，NIM创新性建立从“实验室烟道流量计量标准装置”到“现场烟道流量校准仪”再到“烟道CEMS”的国内首个完整烟道流量两级量传体系ღ✿，将国内现场烟道流量测量不确定度从最初的50%以上大幅降低至5%以内ღ✿，真正实现了“报告的一吨即排放的一吨”ღ✿。目前ღ✿，该技术已应用于100多家企业ღ✿，显著提升了碳数据质量ღ✿，为保障碳交易公平提供了有力支撑ღ✿。

　　真菌毒素是食品安全的重要威胁ღ✿。2016年亚冠官网ღ✿，BIPM与NIM合作启动了“真菌毒素计量能力建设与知识传播联合技术项目”ღ✿，旨在促进各国计量院加强真菌毒素计量基础能力建设ღ✿，通过开展针对性性培训ღ✿，提升计量技术人员在真菌毒素纯度溶液标准物质ღ✿、基体标准物质及能力验证样品制备方面的能力ღ✿，从而支持各国检测实验室的工作ღ✿。

　　在项目研究中ღ✿，科研团队通过比较不同溶剂中黄曲霉毒素ღ✿、玉米赤霉烯酮类ღ✿、展青霉素等的稳定性ღ✿，探讨了溶液标准物质的制备方法ღ✿。利用高分辨率质谱技术评估了黄曲霉毒素B1溶液的稳定性ღ✿，研究了玉米赤霉烯酮溶液中主要成分及相关杂质的光异构化与降解过程ღ✿，为溶液标准物质的生产ღ✿、储存和运输提供技术指导ღ✿。采用乙腈为溶剂ღ✿，重量—容量法研制出GBW10160ღ✿、GBW10161ღ✿、GBW10173ღ✿、GBW10174ღ✿、GBW（E）100674ღ✿、GBW（E）100675等溶液标准物质ღ✿。釆用质量平衡法和定量核磁技术对真菌毒素纯度进行定值ღ✿，发布了GBW10157ღ✿、GBW10177ღ✿、GBW10172ღ✿、GBW10257等纯度标准物质ღ✿。此外ღ✿，项目还发展了相关前处理方法和基体标准物质定值技术ღ✿。

　　该研究为建立全球真菌毒素计量溯源体系作出了积极贡献ღ✿，由BIPM和NIM共同组织的真菌毒素标准物质研制培训活动ღ✿，有效促进了全球计量技术能力的提升ღ✿，实现了跨国知识传播ღ✿。NIM发布的一系列标准物质ღ✿，为检测实验室提供了可靠的溯源标准ღ✿，有力保障了不同国家检测实验室结果的一致性和可比性ღ✿。

　　2019年底ღ✿，新冠病毒（COVID-19）的突然暴发ღ✿，给全世界人民的生命健康带来了重大威胁ღ✿。在新冠病毒大流行期间ღ✿，NIM针对病毒的3个特征基因（ORF1ab5357cc拉斯维加斯欢迎您ღ✿、E和N）亚冠官网ღ✿，在国际上率先建立了基于单分子扩增的数字聚合酶链式反应（PCR）参考测量方法ღ✿，该方法可准确检测到2个病毒核酸分子ღ✿，目前已被国际检验医学溯源联合委员会（JCTLM）收录为国际参考测量程序ღ✿，同时也是新冠病毒核酸测量当前唯一的参考测量程序ღ✿。

　　在国际物质的量ღ✿：化学和生物计量咨询委员会（CCQM）框架下ღ✿，NIM率先提出并联合英国政府化学实验室（LGC）ღ✿、英国国家生物制品检定所（NIBSC）和美国国家标准与技术研究院（NIST）ღ✿，共同主导了2项新冠病毒核酸测量比对（CCQM-P199Bღ✿、CCQM-K181）ღ✿。此外ღ✿，NIM还联合BIPM和加拿大国家研究委员会（NRC）共同主导了新冠病毒单抗国际比对（CCQM-P216）ღ✿。这些比对工作为促进新冠病毒测量结果的全球互认和等效一致奠定了基础ღ✿。

　　在此基础上ღ✿，NIM共研制了18种新冠病毒核酸和蛋白国家有证标准物质ღ✿，其中新冠病毒体外转录核糖核酸（RNA）标准物质已作为首个高等级标准物质被JCTLM收录ღ✿，用于支持全球新冠病毒核酸检测计量溯源性的建立ღ✿。截至目前ღ✿，这些标准物质已被中国34个省级行政区的1000多家机构以及全球20个国家广泛应用ღ✿。

　　在后疫情时代ღ✿，NIM持续支持中国疾控系统开展全国范围内包括162家的新冠病毒污水定量检测实验室比对工作ღ✿，为新冠病毒动态监测数据的准确可比提供了有力的计量保障ღ✿。

　　特别感谢李进源ღ✿、林弋戈ღ✿、吴金杰ღ✿、张金涛ღ✿、冯晓娟ღ✿、邵海明ღ✿、鲁云峰ღ✿、李正坤ღ✿、任同祥ღ✿、任歌ღ✿、李秀琴ღ✿、李晓敏ღ✿、李先江ღ✿、董莲华ღ✿、牛春艳ღ✿、张永卓对本文作出的贡献（按对应学科领域在文中的出现顺序排列）ღ✿。3499拉斯维加斯5357cc拉斯维加斯拉斯维加斯娱乐平台ღ✿，拉斯维加斯娱乐网站ღ✿，欢迎来到拉斯维加斯官网欢迎来到拉斯维加斯官方网站ღ✿。