前不久,一棵来自英国的苹果树引起了上海市民的热议:这棵让牛顿领悟了“万有灵力”的苹果树,即将从牛顿庄园引种落户到上海科学会堂。而在上海,实际上还有一棵“牛顿树”,1986年,在华东国家计量测试中心基地落成的时候,原美国国家标准局曾赠送了一棵牛顿苹果树的亲本,寓意“计量是任何科学的基础”。30年后的今天,这颗苹果树首次开花。
这棵“牛顿树”,从第一次工业革命的发源地,到了第二次工业革命的核心地,又到了正开启“中国制造2025”的中国,无疑有着极强的象征意义——上海正在着手打造具有全球影响力的科创中心,任何科技成果的创新,只有在量化之后才能付诸实施。作为科技创新和产业变革的重要基石,到哪里去寻找计量标准这另外一棵“牛顿树”,我们又能不能找到属于自己的“牛顿树”?
上海独占两把“标准尺”
提起计量,大多数人马上会联想到电子秤,但如此直观的理解大大“委屈”了计量这门高精尖的“技术活”。何为计量?在我们的生活中,有各式各样的衡量尺子,要衡量这把尺子准不准,必须要有一把更准的尺子,即所谓“终极标准尺”,每个领域全国仅此一把——就是国家计量基准,全国所有的测量仪器都要定期到这把尺子上来“校准”。
“绝大多数的尺子,都集中在中国计量院,散落在全国各地的尺子,只有五六把,而上海就独占了两把。”上海市质监局副局长季晓烨告诉记者,一把尺子名为“超高压力基准装置”,另一把尺子名为“镜向光泽度国家基准装置”。
别小看这两把尺子,从“神舟”上“天宫”,到“蛟龙”潜深海,都离不开它们。季晓烨举了个例子,“天宫一号”的成功发射,离不开运载火箭的运转正常,在火箭的身上装着很多压力传感器,专门记录火箭在飞行过程中的状况变化,为了保证压力传感器分毫不差,就需要超高压力基准装置来“校准”。
与中国商飞“一拍即合”
在民用大飞机项目中,世界瞩目的中国商飞公司C919飞机今年将进入总装阶段。总装是个难度极高的活儿:一架大飞机的部件来自全球近万家企业,有数十万个零部件,不仅如此,机头、机翼、机身和机尾等部件是由不同企业分工制造的,体积很庞大,总装时如何完美衔接,是个问题。
中国商飞一度面临一个难题。总装时,需要使用到激光扫描仪、激光跟踪仪、大型轮廓仪等大尺度测量设备。以往,这些设备的校准都需要定期跑到国外去,机器那么重,一来一回,耗时又费钱。因此,他们一直在寻找国内的“校准神器”,直到后来找到了上海计测院,双方一拍即合。
“我们建立的50米超长基线场就是为大尺度测量提供量传溯源的。”上海市计量测试技术研究院院长邵力说,这是国内第一条、世界上第三条超长尺度测量基准,“刚刚造好的时候,我们以为能服务的对象很少,没想到如今客户源源不断,重点工程企业、轨交企业、大型制造企业都直呼‘终于找到组织了’。”
记者了解到,上海目前正在培育和筹建国家民用飞机产业计量测试服务中心,提供民用飞机的技术研发、量值溯源服务,集聚资源,整合产业,形成品牌效应,同时要把更多的“终极标准尺”留在上海。
攻占新兴产业制高点
今年5月上旬,上海市质子重离子医院正式开业,标志着上海的肿瘤放射治疗从“光子时代”进入全球顶尖的“粒子时代”。这样高精尖的技术,对于计量有着极为苛刻的要求——质子对癌症的区位聚焦,若是剂量多了,会对人体带来损害,剂量少了,治疗效果就不到位,“分毫不差”才是王道。
“质子和重离子都是微小的带电粒子,属于核医学领域,这里面涉及到的计量问题,我们正在探索解决。”邵力透露,许多医院都要用到核诊断设备,市计量院已承担了大量量子溯源的工作。
上海正在大力推进建设科创中心,包括核医学领域在内的计量科技作为技术发展的基础,正被广泛应用和服务于科技创新。“攻克一批与产业升级和城市可持续发展密切相关的量传溯源技术难题,是我们未来的工作。”季晓烨表示,这些难题包括微纳米等极小量、超大尺寸几何量等,涉及到民用航空、重大装备制造等产业的关键技术难题。
“要建成具有全球影响力的科创中心,必须攻占全球科学前沿和新兴产业制高点,突破高新技术由低端向高端转变的量传溯源瓶颈。”邵力透露,下一步,上海将建立多个对科创中心建设具有支撑作用且达到国际先进水平的基准级国家计量标准,在电子产业、生物医药、医学等领域建立核心竞争力。
牛顿苹果树,象征着人类不断追求真理、发现自然规律和富于探索创新的科学精神。我们的“牛顿树”,能否在科创中心的建设中茁壮成长,转化成新产业新领域的核心竞争力,值得期待。
文汇报记者 徐晶卉
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