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《米制公约》与全球计量体系的演进

发布时间:2025-05-19 作者:韩建平 来源:中国计量 浏览:219
2025年5月20日是第26个“世界计量日”,今年“世界计量日”的主题为“计量顺时代之需,应民生之盼。为庆祝世界计量日,《中国计量》杂志特开设5·20世界计量日专栏,今日分享专栏文章“《米制公约》与全球计量体系的演进”,该文由市场监管总局国际合作司原一级巡视员韩建平撰写。

《米制公约》的诞生是人类文明从分散走向统一、从经验迈向科学的里程碑。这一具有划时代意义的国际协议,不仅奠定了全球计量体系的基石,更成为推动科技创新、经济全球化与社会进步的重要力量。2025年正值《米制公约》签署暨国际米制公约组织(BIPM)成立150周年,谨以此文回顾《米制公约》签署历程,结合国际计量组织体系的发展与中国实践,探讨《米制公约》的深远影响及其对未来发展的深刻启示。

 《米制公约》的历史溯源与核心意义

1 米制的诞生与《米制公约》签署

18世纪末,法国大革命期间,法国科学院受政府委托,决定制定一套新的、统一的度量衡制度。

1791年,法国科学院提出以地球子午线长度的四千万分之一作为“米”的定义,1799年制成“米原器”与“千克原器”,标志着米制的诞生。随后,米制逐步向世界传播,荷兰、比利时、西班牙、墨西哥等国先后采用米制。1858年,《中法通商章程》签订后,米制传入中国。

1875年5月20日,阿根廷、奥匈帝国、比利时、巴西、丹麦、法国、德国、意大利、秘鲁、葡萄牙、俄罗斯、西班牙、瑞典和挪威(当时为联合王国)、瑞士、奥斯曼帝国、美利坚合众国和委内瑞拉等17国的代表在法国巴黎正式签署了《米制公约》。《米制公约》的签署标志着国际米制计量制度的正式确立,不仅解决了贸易中的计量纠纷,更成为国际单位制(SI)的起点。

2 国际计量组织体系的构建

2.1 米制公约组织

依据《米制公约》,成立了国际计量大会(CGPM)、国际计量局(BIPM)以及国际计量委员会(CIPM),构建了国际计量组织体系。截至2025年4月,米制公约组织包含 64 个正式成员国和 37 个附属成员国及经济体,涵盖了世界上主要的工业国家,使SI制在全球范围内得到了广泛的应用和推广。

CGPM由《米制公约》缔约国的政府代表参加,是米制公约的最高组织形式,讨论和决定SI的制修定和发展,保证在国际范围内计量单位和物理量测量的统一,以及通过有关BIPM的组织和发展的重要决议。

1889年,第一届CGPM会议在巴黎召开,并决定每四年召开一次CGPM会议。BIPM为常设机构,是计量科学研究工作的国际中心,机构设在法国巴黎。主要任务包括:保存国际原器;组织国际比对;组织计量技术国际交流;维护SI,协调并进行有关基本物理常数的测定工作;建立新的国际计量标准,并从事基础计量学研究。

CIPM为常设专家组织,由缔约国的18名委员组成,受CGPM领导,每两年召开一次会议。负责起草和执行CGPM的决议,指导和直接监督BIPM的工作。1927年至1998年,CIPM陆续设立10个专业咨询委员会,就 BIPM 的研究工作方向等向 CIPM 提出建议。

2.2 OIML的成立及其与米制公约组织的渊源

1875年签署《米制公约》时,与会者是来自各国法制计量机构的代表,代表们意识到测量结果的差异不仅由基准不同、计量器具的准确度要求和检定程序不一致导致,也会因各国之间法制计量要求的差异而对贸易等活动产生一定的阻碍。因此,在20世纪初前十年的CGPM会议上,与会者曾讨论将BIPM的职能扩大到法制计量领域。为此,CGPM和CIPM分别于1933年和1935年作出决定,于1937年7月由法国政府召集第一届国际实用计量大会及巴黎展览会。此次大会有来自40多个国家的代表出席,会议的主要成果是决定建立法制计量临时委员会。1955年,24个国家签署建立国际法制计量组织(OIML)的条约,1956年,在巴黎召开第一届OIML大会。

OIML致力于协调各国国家计量部门或相关组织采用的计量法规和计量管理的一致性,制定了一系列国际法制计量的标准、规范等文件,推动了国际间法制计量的协调发展。

米制公约组织侧重于保证国际计量标准的统一和发展,为全球计量提供科学技术基础和标准溯源;而OIML侧重于推动法制计量规则的全球统一,确保计量在法律法规层面的规范和一致。二者互为合作伙伴关系,都是为了促进全球计量领域的发展,保障计量在社会、经济、科技等各方面的准确可靠和有效应用。

3 《米制公约》和米制公约组织的影响

3.1 统一计量单位制和计量标准

终结混乱局面。在《米制公约》之前,世界各国计量标准各异,换算复杂,严重阻碍了交流合作。

《米制公约》以米、千克、秒等基本单位为基础构建计量体系,为全球提供统一标准,使不同国家和地区的计量有了共同基准,从而避免了因计量标准差异而导致的纠纷和错误。

推动标准全球化。随着越来越多的国家加入米制公约组织,SI已成为全球通用计量语言。目前全球超 95% 的国家使用 SI,实现了计量标准在全球范围的统一,促进了跨国科研、贸易、工业生产等活动的开展。

3.2 建立并发展国际计量体系

建立基准体系。《米制公约》推动了BIPM建立和维护高精度计量基准(如保存国际千克原器作为质量基准),保证全球质量计量准确一致。且随着技术发展,不断采用新科学原理和技术重新定义计量基准,使计量准确度持续提升。

规范校准溯源。《米制公约》要求各国建立计量校准和溯源体系,确保计量器具准确可靠。通过将计量器具与更高等级标准进行校准,直至溯源至国际计量基准,保证了从科研到生产各环节的计量准确。例如,医疗设备校准确保诊断和治疗准确性,电子测量仪器校准保障电子产品质量和性能。

1889年,第一届CGPM会议批准了根据新的米原器和千克原器确定的米和千克的定义。

1954年,CGPM决定将安培、开尔文和坎德拉列为电流、热力学温度和发光强度的基本单位。

1956年,CIPM提出了秒的新定义,即秒是自历书时1900年1月0日12时起算的回归年长度的1/31556925.9747。该定义于1960年被CGPM正式采用。

1960 年,第 11 届CGPM会议将包含米、千克、秒、安培、开尔文和坎德拉6个基本单位的单位制命名为SI。

1967年,随着原子钟的发展,对秒进行了第二次定义,即秒是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁时所辐射的电磁波的9192631770个周期的持续时间。

1971年,第14届CGPM会议决定在米制的基础上建立SI,并将其作为国际通用的计量制度,将摩尔列为SI基本单位之一。自此,SI包括米(长度)、千克(质量)、秒(时间)、安培(电流)、开尔文(温度)、摩尔(物质的量)、坎德拉(发光强度)7个基本单位以及一系列导出单位。

1983年,米被定义为光在真空中于 1/299792458秒内行进的距离。

1990年,CIPM通过了新的定义,将欧姆和伏特的值与量子力学的基本常数相联系,将欧姆的值与量子霍尔电阻常数相联系,将伏特的值与约瑟夫森常数相联系。

1999年10月14日,38个国家计量院和2个国际米制公约组织的代表在巴黎签署《国家计量基(标)准和国家计量院签发的校准与测量证书互认协议》(CIPM MRA),CIPM MRA正式诞生。它是在《米制公约》框架下,通过开展国家计量标准的国际比对,证明国家计量标准的国际等效,从而实现校准和测量证书的国际互认,进一步推动了各国计量校准和溯源体系的建设和国际间的互认合作。

2018年,第 26 届CGPM会议通过了 “修订SI”的1 号决议,千克、安培、开尔文、摩尔改由基本自然常数进行定义。

2019年,重新定义后的SI正式生效。自2019年5月20日起,SI 7个基本单位的新定义正式在全球生效,SI将步入“常数化”时代。

3.3 促进计量技术发展

激发科研投入。《米制公约》营造的统一计量环境鼓励了各国加大计量技术研发投入。为实现更精准计量,科研人员不断探索新技术、新方法。例如,原子钟技术发展使时间计量准确度达到极高水平,为卫星导航、通信等领域提供支撑。

推动技术交流。《米制公约》框架下的国际计量组织和会议为各国计量科研人员提供了交流合作平台,加速了计量技术传播和应用,使各国能及时了解前沿动态,开展合作研究,共同攻克技术难题。

3.4 促进社会经济发展

助力科学研究。统一准确的计量体系为科学研究提供基础保障,使不同国家的科研数据具有可比性和可重复性,加速了科学研究进程,推动各学科发展。例如,在物理学中,精确的计量对研究微观粒子和宇宙现象至关重要。

促进工业制造。在工业生产中,统一的计量标准可确保零部件尺寸、性能等参数一致,提高了产品质量和生产效率,有利于全球产业链供应链整合。例如,汽车、航空航天等制造业需严格遵循国际计量标准,保证产品质量和安全性。

保障贸易公平。《米制公约》保障了贸易中计量准确、公正,避免了因计量误差导致的贸易纠纷,保护了买卖双方利益,促进了全球贸易自由化和便利化。例如,商品重量、体积等计量统一,使贸易结算更公平合理。

服务社会民生。在医疗卫生、能源计量、环境保护等民生领域,国际统一的计量标准也发挥着重要作用。例如,医疗药物剂量、检测指标计量准确关乎患者健康安全,能源计量准确有助于能源管理和节约。

中国与《米制公约》:从追随者到引领者的跨越

1 迈出历史性一步,融入国际计量体系

1976年10月,“文革”动乱刚结束不久,中共中央、国务院面临许多涉及国家前途、命运的大事,需要决策和解决。正是在这样一个国家正要迈向新征程的关键时期,中国科学院(彼时代管计量工作的部门)、国家计划委员会、中华人民共和国外交部这3个管理国家内政外交重要事务的部门,于1976年12月25日联合向国务院提交了《关于拟参加国际米制公约的请示》报告,称“根据我国计量工作发展的需要,拟以我政府名义参加‘国际米制公约’,由国家标准计量局主办”。此意见随即经过华国锋、李先念等中央领导的同意,并得到中共中央、国务院的批准。这几乎是我国改革开放的一个先期信号,也是中央重视计量工作、鼓励尽快走出国门的一项重要措施。

1977年5月9日,我国外交部和中国科学院函告我国驻法大使馆,指示其正式照会法国外交部,通知我国以政府名义参加《米制公约》。我国驻法大使馆于1977年5月20日正式照会法国外交部,通知了我国政府的决定。法国外交部也于1977年6月16日向我国驻法大使馆致意,表示收到了1977年5月20日的照会。据此,法国政府认同此照会日期即为中国政府决定加入《米制公约》的日期,及时将中国政府参加《米制公约》的决定通知了各缔约国政府和BIPM局长泰瑞恩先生。根据《米制公约》第十一条“每个国家均可通知法国政府参加本公约,由法国政府通知所有参加国和CIPM主席”的条款,终于完成了缔约手续,至此,中国成为国际米制公约组织第45个缔约国。

1977年5月20日,《米制公约》正式签署102年,亦即国际计量组织经历百年之后,才由新中国将我国计量界带到国际计量大家庭中,这无论对国际计量界,还是在我国计量史上,都是一件具有里程碑意义的重大事件。


坐落在法国巴黎的BIPM(航拍图)

2 能力建设与全球贡献

自我国加入国际米制公约组织至今,一代代计量人通过在国际组织任职、参与国际比对、贡献科研力量,提升了国际话语权,逐步成长为有影响力和有所作为的重要成员。

参与CIPM活动。中国积极参加各次CGPM会议、计量委员会会议及各咨询委员会会议。经CGPM投票选举,自1979年起,王大珩、高洁、段宇宁、屈继峰先后当选为CIPM委员。

提升计量能力。参加BIPM组织的国家基准国际比对;截至2025年4月3日,中国获国际互认的校准项目达1949项,位居世界第二,仅次于俄罗斯。中国还主导了亚太计量规划组织(APMP)的比对,成为亚太地区中心计量实验室之一。

贡献科研力量。中国计量科学研究院(以下简称“中国计量院”)参加了全部10个国际计量咨询委员会的工作。2019年SI单位重新定义中,中国计量院在温度、电学等领域提出关键方案,推动了定义落地。

推动国际互认。中国积极参与CIPM MRA相关工作,推动校准和测量证书的国际互认,为消除贸易壁垒、促进全球贸易和科技合作发挥了积极作用。中国计量院是1999年首批签署CIPM MRA的38个机构之一。

展现大国担当。目前,中国每年缴纳的年度会费额度约为113万欧元,与美国、日本同为达到会费封顶值的3个国家。

 世界计量日:全球共识的凝聚与实践

1 从倡议到全球行动:世界计量日的设立

为使各国政府和公众了解计量,鼓励和推动各国计量领域的发展,加强各国在计量领域的国际交流与合作,1999年10月,第21届CGPM会议决定将《米制公约》签署日——5月20日定为世界计量日,并将此决定通知了联合国教科文组织。每年举办庆祝活动,致力于在全球范围提高对计量在经济与社会生活中所发挥关键作用的认识。

2 世界计量日主题演变

自2000年起,米制公约组织与国际法制计量组织联合发布世界计量日主题及宣传海报,共同推动各国开展相关活动,提高全球对计量的认识。世界各国也开始了世界计量日一系列宣传活动,并设计制作世界计量日宣传海报。历年世界计量日的全球主题与中国特别主题如表1所示。


对比历年主题可以看出,国际主题涉及各个领域,更加注重社会发展(如健康、环保、民生等)。中国主题集中于工业制造与能源管理,反映改革开放以来“制造强国”的战略导向。

3 世界计量日之中国行动

中国从2001年开始开展世界计量日宣传活动,中国计量测试学会和《中国计量》杂志社制作了2001年世界计量日宣传画和计量科普光盘。2002年,以“计量与科技”为主题的世界计量日座谈会顺利召开,同期出版了《计量与科技》专辑。

2003年,原国家质检总局加大了世界计量日宣传活动的力度,通过在全国性报刊、媒体上开辟专版宣传计量工作,在《人民日报》《经济日报》《中国国门时报》《中国质量报》《中国计量》等报刊上宣传世界计量日,在中国计量网设专页宣传计量有关知识。各地质量技术监督局和计量技术机构向公众开放计量实验室,开展计量知识普及教育活动,在世界计量日期间,向社会提供咨询服务等。

此后每年,中国均通过举办计量科技论坛、实验室开放日、计量知识竞赛、设计主题宣传画等多种形式开展世界计量日宣传活动,中国特别主题也从“计量与科技”扩展至“数字时代的计量”“计量筑基新质生产力,促进可持续发展”等前沿领域,并逐步与世界接轨。世界计量日活动对我国计量事业的发展起到了广泛宣传和积极推动作用。

150年来,《米制公约》从巴黎钟表厅的“一纸协议”发展为支撑人类科技进步的隐形骨架。在全球化与其逆流并存的今天,计量不仅是技术的标尺,更是信任的纽带。当各国以同一把尺丈量世界时,合作的基石将坚不可摧。面向未来,中国需继续以科技创新为矛、以制度改革为盾,书写“测量定义世界”的新篇章。

本文刊发于《中国计量》第5期

作者:市场监管总局国际合作司原一级巡视员 韩建平

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