测量、计量及计量学

　　为了宣传JJF1001—1998《通用计量术语及定义》国家计量技术规范，统一理解，普及计量知识，促进计量技术交流，加速计量事业发展，《中国计量》杂志拟于2000年第八期至2001年第八期举办《通用计量术语知识讲座》。讲座由该规范起草人罗振之、施昌彦、金华彰、戴润生、马彦冰等同志分别主写，对有关术语进行解释、讨论，与读者进行交流。我们初步计划于2001年下半年在《中国计量》杂志上开展一次有关“通用计量术语和测量不确定度知识竞赛”，以活跃基层计量工作，提高业务知识。欢迎广大计量工作者积极配合，将在实施JJF1001—1998规范中的有关问题或建议及学习心得反馈给我们，让我们共同把这一讲座办好。

　　一、测量 measurement

　　以确定量值为目的的一组操作。

　　注：(1)操作可以是自动地进行的。

　　(2)测量有时也称计量。

　　这个定义包括三层内涵：(1)测量是操作，至于是什么样的操作，没有做具体规定。它可能是一项复杂的物理实验，如激光频率的绝对测量、地球至月球的距离测量、纳米测量等;也可能是一个简单的动作，如称体重、量体温、用尺量布等。这种操作可以是自动进行的，也可以是手动或半自动的。(2)这里强调的是一组操作或一套操作，意指操作的全过程，直到给出测量结果或报告。也就是从明确或定义被测量开始，包括选定测量原理和方法、选用测量标准和仪器设备、控制影响量的取值范围、进行实验和计算，一直到获得具有适当不确定度的测量结果。(3)该组操作的“目的”在于确定量值，这里没有限定测量范围和测量不确定度。因此，这个定义适用于诸多方面和各种领域。

　　这个定义与过去曾广泛流行的定义——“测量是将被测量与一个被选作单位的特定同类量比较，得出该量是单位的多少倍的实验过程”相比，显然更为概括。它们的主要差别在于：旧定义只适用于狭义的物理量，即那些在理论上已得到充分阐明的、包含在有关物理方程式中的量，不适用于其定义与特定参考标尺相联系的量(如材料的硬度、化学中的pH值、燃油的辛烷值等);而新定义则可适用于所有可测量的量。但是，新旧两个定义的中心思想或目标是相同的，即测量的目的是要把所研究的量与一个数值联系起来。对于物理量，是以一个数值乘以该量的一个单位的形式来建立联系;对于其他可测量的量，则是通过一个数值与一个表示特定参考标尺的符号来建立联系。这样，通过测量就可将无法直接计数和排序的量，转变为可以计数或排序，从而使人们对物体、物质和自然现象属性的认识和掌握，达到从定性到定量的转化。(注：在《通用计量术语及定义》中，把〔可测量的〕量定义为：现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。)

　　测量起源于遥远的古代，当时被测的量主要限于长度、容积、质量(重量)和土地面积等几个量。中国古代的“度量衡”，在作动词解释时，度是指长度测量，量是指容积测量，衡是指质量(重量)测量。随着人类社会进入工业化和信息化时代，国际交往和贸易快速增长，特别是物理学等“精确科学”的发展，不仅使需要测量的量达到数以百计，而且其量值范围不断扩大、不确定度要求不断提高，还出现了对动态测量、实时测量、综合测量及严酷环境下特殊测量的新需求。

　　在计量学中，测量既是核心概念，又是研究对象。所以，人们有时也称测量为计量，例如称测量单位为计量单位、称测量标准为计量标准等。

　　二、计量 metrology

　　实现单位统一、量值准确可靠的活动。

　　计量是实现单位统一、量值准确可靠的活动，包括科学技术上的、法律法规上的和行政管理上的活动。计量在历史上称为度量衡，所用的主要器具是尺、斗、秤。在英语中尺子和统治者是同一词——ruler，我国古代把砝码称为“权”，至今仍用天平代表法制和法律的公平，这些都表明计量是象征着权力和公正的活动。

　　确定被测量的量值是测量的目的，最终是为了社会应用。因此，在不同时间、地点由不同的操作者用不同仪器所确定的同一个被测量的量值，应当具有可比性。只有当选择测量单位遵循统一的准则，并使所获得的量值具有必要的准确度和可靠性时，才能保证这种可比性。显然，对测量的这种要求不会自发地得到满足，必须由社会上的有关机构、团体包括政府进行有组织的活动才能达到。这些活动，大体上包括进行科学研究、发展测量技术、建立基准(标准)与保证测量结果具有溯源性的物质技术基础，以及制定计量法律、法规、条例，开展计量行政管理，才能保证经济而有效地为社会提供计量服务。

　　实际上，人类为了生存和发展必须认识自然、利用自然和改造自然，而自然界的一切现象、物体或物质，是通过一定的“量”来描述和体现的。也就是说，“量是现象、物体或物质可定性区别与定量确定的一种属性”。因此，要认识大千世界和造福人类社会，就必须对各种“量”进行分析和确认，既要区分量的性质，又要确定其量值。计量正是达到这种目的的重要手段之一。在这个意义上可以广义地认为，计量是对“量”的定性分析和定量确认的过程。实际上，人类在科学研究、经济活动和社会发展中，每时每刻都离不开计量，通过计量所获得的测量结果是人类活动最重要的信息源之一。如果这种信息是错误的，或者没有可重复、可再现及可比较的特性，就无法正确地认识事物、认识自然，也就无法利用自然和改造自然。有关的文字记载和器物遗存证明，早在数千年前，出于生产、贸易和征收赋税等方面的需要，古埃及、巴比伦、印度和中国等地均已开始进行长度、面积(尤其是土地面积)、容积(主要是为确定粮食的数量)和质量(重量)的测量。