Что не так с метрологией сейчас
Как цифровизация влияет на метрологию
Будущее наступает
Метрологи и представители бизнеса обсудили, как уход в «цифру» влияет на метрологию и какие новые вызовы ждут отрасль в ближайшее время, на конференции «Метрол LIVE 2020», которая прошла онлайн 20 мая, во Всемирный день метрологии. Модератором дискуссии выступил руководитель Росстандарта Алексей Абрамов.
Вечная профессия
«Метролог — одна из вечных профессий. Что бы мы ни производили, требуется точность измерений, — отметил генеральный директор союза «Молодые профессионалы (Ворлдскиллс Россия)» Роберт Уразов. — Сейчас труд метролога (как и большинство отраслей) под влиянием цифровизации и автоматизации из ручного труда превращается в труд оператора. Он во многом определяется как знанием о том, как измерения производятся, так и умением программировать». По словам спикера, метрология превращается в сквозную компетенцию, необходимую как предпринимателю, так и ученому.
О компании
Союз «Молодые профессионалы (Ворлдскиллс Россия)» — официальный оператор международного некоммерческого движения WorldSkills International, миссия которого — повышение стандартов подготовки кадров.
Раз в два года одна из 80 стран-участниц движения проводит мировой чемпионат профессионального мастерства для студентов и молодых профессионалов. В 2019 году он прошел в России (WorldSkillsKazan 2019).
Помимо организации чемпионатов, союз «Молодые профессионалы (Ворлдскиллс Россия)» занимается внедрением мировых стандартов в национальную систему средне-специального и высшего образования.
Углубляясь в тему, Уразов отметил, что требования к точности измерений становятся все жестче. Например, если шесть–семь лет назад в таких классических отраслях, как металлообработка или токарные работы, речь зачастую шла об одной десятой миллиметра, то сейчас разница в одну сотую может стать критичной. Так что метрологи будут очень востребованы еще долго.
Дальше — больше
Мало того, профессия будет усложняться, средства измерения продолжат совершенствоваться и автоматизироваться. По словам спикера, ученые рассматривают уже принципиально другие измерения. Например, современная физика говорит о том, что сегодня можно просто слушать квантовые шумы и таким способом воссоздавать образ объекта и его состояние в общем.
«Пока это далекое будущее, но я абсолютно уверен, что те люди, которые выберут профессию метролога, точно в этой жизни не потеряются», — заключил Роберт Уразов.
Измерения в области больших данных — одно из важнейших направлений развития метрологии как неотъемлемого условия создания высокотехнологичной продукции, по мнению директора НП «Дубна» Александра Раца.
О компании
Особая экономическая зона «Дубна» является крупнейшей в России по количеству резидентов: с 2006 года в ней работают 170 предприятий, главным образом малых и средних.
Там же, в Дубне, созданы необходимые условия для образования, работы и жизни молодых ученых, разработчиков и предпринимателей, которые нацелены на производство уникальной и конкурентоспособной продукции.
«Метрология сильно меняется, — прокомментировал спикер. — Измерять в «аналоге» сложнее, чем в «цифре», потому что «аналог» нужно еще перевести в «цифру». С другой стороны, цифр, информации очень много. Обработка больших данных — это черта новой метрологии».
Вопросы регулирования
«Важно, чтобы новые цифровые решения давали новую ценность, новые знания и функционал, — отметил глава Росстандарта Алексей Абрамов. — В этом смысле у крупных технологических компаний большой потенциал, и я не уверен, что это можно назвать словом «монополизация». Скорее, это открытие новых ниш. Вопрос в том, сможет ли государство отреагировать на эти вызовы и грамотно выстроить свое регулирование».
Существует целый ряд регулятивных вопросов, которые еще только предстоит решить. В то же время сегодня, по мнению Николая Никифорова, ни один регулятор в мире не обладает всем необходимым опытом, чтобы выпустить соответствующие стандарты и утвердить их.
Сегодня для создания единых норм в области технологий используют тестирование в формате пилотных проектов. «Но как сделать так, чтобы РФ была действительно конкурентоспособной юрисдикцией и могла привлечь игроков из других стран? Нужно отработать новый подход, где регулятор должен максимально опираться на то, что происходит внутри профессионального сообщества. При таком подходе консорциумы или, может быть, некоммерческие партнерства будут вырабатывать нормы и на основе рабочих вариантов регулирующих документов формировать стандарты», — сказал Николай Никифоров.
Также спикер отметил, что направлению по-прежнему требуется поддержка со стороны государства. «В нашей стране мы хорошо научились поддерживать традиционные отрасли экономики, например, сельское хозяйство, авиастроение и другие, — отметил Никифоров. — В отрасли программного обеспечения есть льготы по страховым взносам, появились гранты и иные формы поддержки в рамках программы «Цифровая экономика», но этого пока недостаточно. Надеюсь, что у новой команды Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций и в целом у Правительства РФ этот приоритет будет сохраняться».
Международный рынок
Точность измерений необходима не только в производстве высокотехнологичной и качественной продукции. В глобальной торговле роль метрологии тоже очень высока, поделился Чингиз Куанбаев, специалист по международным связям Международного бюро мер и весов.
«Как известно, для того чтобы занять место в мировой торговле, производителям приходится конкурировать с многофункциональностью, безопасностью и качеством, а самое главное — с ценой товаров, — отметил Куанбаев. — Следовательно, эффективность всего процесса — от покупки сырья до готовой продукции — требует точности измерений». Всемирная торговая организация уделяет много внимания стандартам и механизмам обеспечения единства измерений.
Также, наряду с медициной, метрология находится на передовой борьбы с коронавирусом. Температура — это основной показатель, сигнализирующий о необходимости принятия экстренных мер, госпитализации и отправки на карантин.
Например, некоторые из них организовали испытания масок, в том числе на эффективность фильтрации, другие заняты выпуском стандартных образцов вируса.
Отечественная метрология
В России продолжается работа по цифровизации метрологии. К примеру, в сентябре в силу вступят поправки в закон «Об обеспечении единства измерений» от 26.06.2008 N 102-ФЗ. Новые правила установят приоритет электронной регистрации в государственной информационной системе результатов оформления поверки и утверждения типов средств измерений. Такой вариант станет единственным юридически значимым подтверждением результатов метрологических работ. При этом выдача бумажных свидетельств останется возможной, но необязательной.
«Переход к цифровой прослеживаемости всего измерительного парка — это первый шаг, дальше мы будем двигаться к цифровизации самой метрологии и модернизации используемых механизмов измерений», — отметил Алексей Абрамов. — Мы должны идти в сторону более удобных метрологических услуг, снижения их стоимости и в целом затрат на метрологическое обеспечение. При том, что уровень концентрации метрологии в современных решениях увеличивается, это должно быть сбалансировано новыми метрологическими технологиями и методами регулирования и контроля. Это ключевой тренд, над которым Росстандарт будет работать в ближайшее время».
Без галстуков о метрологии
«Мир измерений» Август 2011
У журнала “Мир измерений” хорошая традиция – регулярно публиковать интервью с интересными людьми: крупными учёными, руководителями научных центров и промышленных производств. Сегодня мы в гостях у президента Международной профессорской ассоциации, заведующего кафедрой метрологии Северо-Западного государственного технического университета Игоря Фёдоровича Шишкина.
– Игорь Фёдорович, журнал “Мир измерений” сотрудничает с вами достаточно давно – первая ваша публикация в журнале вышла в 2006 г., но так получилось, что плотно взаимодействовать мы начали около трёх лет назад. В частности, в 2009 г. журнал подробно освещал выход первой части учебника по теоретической метрологии “Общая теория измерений”. Узнав о том, что вышла уже вторая часть учебника, посвящённая обеспечению единства измерений, мы сочли безусловно необходимым донести информацию о ней до наших читателей, т.к. считаем это знаковым событием для всех отечественных, и не только отечественных, метрологов. Но начнём с того, что прошло уже два года после выхода первой части учебника. Каковы результаты? Какой была реакция метрологической общественности страны?
– Может быть, я ошибаюсь, но в целом реакцию высшей школы на появление этого учебника я бы посчитал положительной. Дело в том, что на протяжении длительного времени метрология существовала как составная дисциплина: в качестве фрагментов выступали отдельные положения физики, отдельные положения математики, а роль “скрепляющего их цемента” играла техническая документация, разработанная Госстандартом СССР. Т.е. изучение метрологии сводилось к изу чению нормативно-технических документов – не науки как таковой, а отдельных её частей, необходимость знакомства с которыми возникала после выхода в свет того или иного документа. Во всяком случае, во всех четырёх учебных заведениях Госстандарта – Московском, Одесском, Уральском техникумах стандартизации и метрологии и ВИСМ – постижение метрологии сводилось к изучению нормативно-технических актов и документов. И только после того как удалось в 1987 г. открыть специальность “Метрология, стандартизация и управление качеством” в высшей школе, метрология начала оформляться как единая наука, имеющая свой предмет, свои методы, свои законы, свои аксиомы и постулаты. В целом изменение отношения к метрологии, конечно, – явление со знаком плюс: удалось упорядочить очень многие знания и положения этой науки, что внесло в неё ясность, облегчило её изучение и, соответственно, применение (т.к. одно вытекает из другого), способствовало распространению метрологических знаний в студенческой среде, поскольку сразу же удалось сделать так, что метрологию начали изучать не только в рамках одной специальности, а ввели её в учебные планы и программы всех без исключения технических специальностей в виде отдельного предмета – “Метрология, стандартизация и сертификация”. Это в корне изменило представление о метрологии в высшей школе и во всей стране.
– Как вы считаете, сказалось ли применение системного подхода к метрологии как к учебной дисциплине на самой науке, профессии?
– С моей точки зрения, сказалось, потому что в основе любого профессионализма лежит получение знаний. Построение фундамента какой-либо области знания обеспечивает её дальнейший рост, развитие, совершенствование, а на плохом фундаменте ничего хорошего построить нельзя. Так вот, изложение метрологии на основе трёх сформулированных в первой части “Теоретической метрологии” аксиом и превратилось в тот общий фундамент, на котором в дальнейшем начала выстраиваться и развиваться эта наука. Всё упорядочилось, развитие стало более осмысленным, целенаправленным и эффективным.
– Насколько я понимаю, всё, о чём вы сейчас говорили, больше относится к теории и методологии метрологии, т.е. к фундаментальной метрологии. А как насчёт практики? Статус последней представляется достаточно неопределённым. Что, собственно, надлежит считать практикой метрологии? Мне всегда казалось, что в обыденной жизни повсюду нас окружают измерения, но люди как-то никогда не называют это метрологией, а просто – жизненным опытом, если угодно. Я как водитель, подъезжая к светофору, всегда слежу за скоростью своей машины, прикидываю скорость пешехода, расстояние до него, рассчитываю, когда нажать на тормоз, т.е. постоянно выполняю измерения, делаю выводы и принимаю на их основе решения. То же самое происходит и в отношении измерений температуры, массы, или в просторечье, веса продуктов. Вы не могли бы объяснить, существует ли связь между нашей “бытовой”, “обыденной” метрологией и метрологией, так сказать, “высокого полёта”.
– Опыт показывает, что, действительно, большая часть людей вообще не имеет представления о такой науке, как метрология, и никогда не слышала даже подобного слова. Меня в этом убеждает, в частности, общение со студентами. Ни одна мать не подозревает, что использует метрологические подходы и метрологические методики измерения температуры, когда невооружённым глазом определяет, что у её ребёнка повышенная температура, и вызывает врача. Причём в этот момент она органолептическим методом, пользуясь своими органами чувств, измеряет температуру с очень высокой точностью, с точностью до долей Кельвина, или долей градуса Цельсия (напомню, что Кельвин равен градусу Цельсия). В торговле измерения производятся сплошь и рядом, и никто никогда не думает о том, что эти измерения восходят, или, как теперь говорят, прослеживаются к государственным первичным эталонам, которые в особых условиях содержатся в метрологических институтах и считаются национальным достоя нием, гордостью страны. Девяносто процентов населения об этом просто не ведает, это известно только профессионалам-метрологам. Но они, к сожалению, сосредоточили свои усилия именно на верхушке метрологической иерархии – на эталонной базе, на квантовых эффектах, на фундаментальных физических константах, которые лежат в основе воспроизведения единиц физических величин. И в результате примерно с семидесятых годов фундаментальная научная метрология стала постепенно отрываться от жизни, от повседневных интересов людей и в конце концов удалилась в заоблачные выси. А люди как жили, так и живут, ничего этого не зная, но тем не менее прекрасно решая большинство практических задач, которые перед ними ставит жизнь. Вот этой частью метрологии мы занимаемся очень мало. А в данной области на самом деле обширные потенциальные возможности, есть куда приложить усилия профессионалов, т.к. существует множество вопросов, требующих уточнения, углубления. Это позволило бы качественно решать многочисленные жизненные проблемы.
Кстати, тут как раз удачный повод, чтобы побаловать ваших читателей (улыбается) и ненавязчиво разбавить наш разговор на достаточно сухие темы малой толикой историко-культурных сведений. Всё-таки мы сейчас с вами находимся в Петергофе, и нельзя допустить, чтобы такой великолепный фон нашей беседы не был обыгран. Поэтому постараюсь, как говорится, совместить приятное с полезным и увязать воедино тему и место нашей встречи. Короче говоря, проиллюстрирую ранее сказанное конкретным примером. Сразу оговорюсь, я москвич. Родился на Таганке, вырос как столичный ребёнок. Но в дальнейшем моя судьба сложилась так, что больше пятидесяти лет я живу и работаю в Петергофе. Большая и самая плодотворная часть моей биографии разворачивалась здесь, и Петергоф до сих пор поражает меня как одно, с моей точки зрения, из чудес света, которым мы обязаны в первую очередь гению такого человека, как Пётр Первый. Петром была задумана и спланирована летняя парадная резиденция в Петергофе, разведаны окрестности, найдены на Ропшинских высотах источники водоснабжения, построен водовод, по которому вода самотёком за 20 с лишним километров поступает к фонтанам. В отличие от версальских фонтаны Петергофа работают без единого насоса, причём высота струи центрального из них достигает 20 м. Они являются украшением не только города Петергофа, но и всей российской культуры. Реализованы очень интересные, смелые, а для меня самое главное – технически сложные проекты, и нельзя переставать удивляться тому, что всё это было сделано на той технической базе, на том уровне научных и технических знаний, которые соответствовали 1700-м годам. Тогда о метрологии не было и разговоров – ни об обеспечении единства измерений, ни о единицах измерений, которые были приняты Метрической конвенцией только в 1875 г. Тем не менее сооружения Петергофа просто поражают своим техническим совершенством. И это говорит о том, что метрология – это не только сугубо научная, достаточно сложная и достаточно редкая дисциплина, но в первую очередь это деятельность, реализуемая на практике во многих областях науки и техники, а также повседневно используемая в быту, а значит, понятная народу. Т.е. существуют не только тонкие научные материи, в сфере которых мы все работаем, но и метрология для простых людей, бытовая, обыкновенная метрология, и ею пропитана вся наша жизнь.
– Вы хотите сказать, что основная масса наших измерений – это именно измерения в обыденной жизни?
– Для меня этот вопрос не относится к разряду дискуссионных – мне это кажется очевидным. Подавляющее большинство измерений, 90. 95%, выполняется в повседневной жизни, и только очень немногие измерения относятся к сфере так называемого хай-тека, т.е. к новейшим достижениям в науке и технике, которые двигают прогресс. Последние очень точны, но их совсем немного. А вот не очень точных, повседневных, которые выполняет каждый человек ежедневно десятки и сотни раз, таких не просто много: они сплошь и рядом, их подавляющее большинство. И вот эти-то измерения метрологами, не в обиду нам будет сказано, просто брошены на произвол судьбы, потому что все метрологи обеспокоены, озабочены, озадачены именно измерениями сверхвысокой точности, измерениями, которые позволяли бы создавать государственные первичные эталоны на уровне самых современных требований.
– И что же из этого следует?
– Многое. В последнее время часто говорят о приоритетных национальных проектах в области здравоохранения, образования, жилья. Возьмём любой из этих проектов, например “Образование”. Естественно, когда нужно проводить какие-то реформы, должно измеряться качество, для того чтобы потом замкнуть цепь обратной связи и как-то это качество повышать, улучшать.
Но процедура измерения здесь обязательна. Измерение качества в метрологии носит название квалиметрии. И между прочим, квалиметрия зародилась в нашей стране, в шестидесятые годы, в трудах Азгальдова, Гличева, наших российских учёных. В этой области мы должны были, обязаны были стать лидерами в мире. Но новаторство не встретило понимания метрологической элиты, не получило развития и тщательной разработки. В результате мы оказались не в состоянии метрологически обеспечить такой национальный проект, как “Образование”. То же самое с проектом “Здоровье”. Качество здравоохранения нужно измерять, это опятьтаки предметная область квалиметрии, а квалиметрия у нас в загоне, т.е. брошена официальной наукой и, следовательно, не развивается. Результаты измерений качества здравоохранения, качества образования, качества жизни людей, качества жилищно-коммунальных услуг практически нелегитимны, потому что не подпадают под действие закона Российской Федерации “Об обеспечении единства измерений”. И ортодоксальные метрологи стоят насмерть: они вынуждены говорить, что квалиметрия – это не метрология, для того чтобы не оказаться виновными в том, что они не позаботились об её законодательном обеспечении. В этих условиях, конечно, ждать ничего хорошего от квалиметрии не приходится, т.к. она стоит вне закона, хотя и является остро востребованной и направленной на улучшение жизни людей.
– Пожалуйста, Игорь Фёдорович, остановитесь чуть подробнее на проблемах взаимосвязи квалиметрии и метрологии.
– Я должен сказать, что те, кто занимается квалиметрией, делали многочисленные попытки повернуть ортодоксов лицом к этим проблемам – не получается. Не получается потому, что официальная метрология основывается на нормативных документах, которые были приняты десятки лет тому назад: на ГОСТ 16263-70 и последующих нормативных документах, выросших из этого ГОСТа (это, в частности, и первая, и вторая редакции закона Российской Федерации “Об обеспечении единства измерений”). Если посмотреть насквозь всю нормативную базу, то станет понятно, что в метрологии измерением считается только то, что выполняется с помощью специальных технических средств и результаты чего прослеживаются к государственным эталонам, а жизнь, напротив, указывает нам на такие области применения измерений, где ни технических средств, ни эталонов нет и быть не может, где измерения выполняются экспертами, которые, если можно так выразиться, и выступают в роли средств измерений. Разве они хуже выполняют задачу измерений? Разве хороший специалист по органолептическим измерениям в пищевой промышленности недостаточно точно и квалифицированно выносит свой вердикт относительно продукта, измерением качества которого он занимается? Эксперт достигает нужного результата без всяких специальных технических средств, без эталонов. Разве при топографической съёмке мы на глаз не вполне хорошо измеряем расстояния или углы? Разве, беря в руки какой-то предмет, мы в большинстве случаев с не достаточной для нас точностью определяем его массу? Да, неточно, но для жизни такой точности хватает.
Оказывается, требования жизни гораздо мягче, они позволяют выстроить теорию измерений, выстроить ту самую повседневную метрологию на основе более простых подходов, не прибегая к передаче информации о размере единицы от государственных эталонов по многим ступеням поверочных схем, на каждой из которых точность теряется в три, пять, а иногда и десять раз. Если выстраивать метрологию в горизонтальной плоскости на уровне нижних полей поверочных схем, где требования к точности невелики, затраты будут несоизмеримы с расходами на создание государственных первичных эталонов и реализацию схемы передачи точности с помощью рабочих эталонов в нижние поля поверочных схем, т.е. можно с той же эффективностью, ничуть не хуже, решать наши повседневные метрологические задачи, но гораздо проще и дешевле. И ещё. Вся научная метрология нацелена именно на верхушку метрологического айсберга, на государственные первичные эталоны. Конечно, в интересах развития науки и техники эталоны нужно совершенствовать – повышать их точность и стабильность, обеспечивать путём круговых сличений единство измерений этими эталонами. Но всё это востребовано только в очень редких, хотя и очень важных, случаях. А в подавляющем большинстве ситуаций в жизни этого не требуется, и здесь можно было бы обойтись другими средствами, менее дорогостоящими, более простыми и понятными.
– Что же мешает реализовывать государственные метрологические интересы простым путём?
– Ответ совершенно понятен и однозначен для любого метролога: нам мешают устаревшие нормы законодательной метрологии, которые не позволяют считать органолептические, экспертные измерения измерениями. А раз это не измерения, значит, на них и не может распространяться закон “Об обеспечении единства измерений”. Хороший пример, кстати, – единые государственные экзамены. ЕГЭ введены не метрологами, а педагогами, потому что жизнь требует, чтобы результаты измерений качества знаний и в сельской школе, и в Москве, и в Петербурге были сопоставимы. Вводится в действие механизм единого государственного экзамена, и что мы видим? Я сейчас не буду развивать эту тему: каждый информированный человек в нашей стране знает, к чему привело введение единого государственного экзамена, но я хочу подчеркнуть, что это сделали не метрологи и эта процедура не подпадает под действие закона “Об обеспечении единства измерений”. Если бы она подпадала и выполнялись бы требования этого закона, то не вышло бы такого скандала. Тогда бы результаты измерений знаний получались всегда одинаковыми при условии примерной одинаковости самих знаний.
Сейчас метрологи, естественно, этим не занимаются, и мои личные попытки как профессора высшей школы, как заведующего базовой кафедрой метрологии привлечь метрологов к решению этих вопросов сразу наталкиваются на жёсткую позицию “это не измерения, поэтому мы, метрологи, заниматься ими не можем и не будем, не наш вопрос”. “Не наш вопрос”, значит, извольте получить то, что получили. То же самое при измерении качества продукции, товаров и услуг. В своё время энтузиастами были разработаны прекрасные методики измерения качества жилищно-коммунальных услуг. Сделали это они не по собственной инициативе, а по заказу в своё время ещё Госстроя, теперь Росстроя. Им было предложено подготовить проект постановления правительства, реализующий методику измерения качества жилищно-ком мунальных услуг и перерасчёта цен и тарифов в зависимости от качества услуг. Работа выполнена, но московское лобби провело своё постановление правительства № 307, в котором была заложена заранее нереализуемая процедура хронометража, т.е. измерения времени, в течение которого услуги оказываются некачественно. Спрашивается, кто это будет по часам засекать, сколько времени не было света или сколько времени в квартиру поступала не горячая, а чуть тёплая вода? Кто это будет фиксировать, и кто будет составлять акт, чтобы всё это было де-юре оформлено, и кто будет реагировать на такие случаи? Постановление не работало с самого начала. Когда спохватились, что не работает, дали задание подготовить другое постановление. Вышло новое, но в нём применяется тот же хронометраж, следовательно, оно тоже не будет работать. В тех методиках, которые разработали метрологи, принцип совершенно иной, он легко реализуется. Бесчисленные наши семинары, встречи с населением показали, что люди понимают, приветствуют научный подход к измерению качества жилищно-коммунальных услуг и были бы рады, если бы он был воплощён в жизнь. Однако соответствующие нормативные, правовые документы не позволяют реализовать такие подходы.
Подводя под своим многословным рассуждением черту, хочу сказать, что преградой, камнем преткновения на пути внедрения новых идей, новых подходов, которые диктуются временем, в метрологии являются устаревшие нормы законодательной метрологии, к сожалению, десятилетиями не пересматривающиеся, не подверженные изменениям и дополнениям, отражающим меняющееся условия. Вот главная причина. Я считаю, что если бы в области законодательной метрологии велась более гибкая политика, жизнь не обгоняла бы метрологию, метрология шла бы с жизнью в ногу и развитие этого направления происходило бы гармонично и синхронно во времени, т.к. метрологи смогли бы в реальном режиме времени предлагать научно обоснованные решения актуальных вопросов.
– Это, конечно, прекрасно звучит, но что вы предлагаете для этого делать? Что на ваш взгляд специалиста, автора фундаментального учебника по метрологии требуется изменить в метрологии? Я не уточняю, в национальной или мировой, – вообще в метрологии.
– Александр Иосифович, мы с вами встретились конкретно в связи с выходом второй части моего учебника под названием “Теоретическая метрология. Часть 2. Обеспечение единства измерений”. Так вот, главная мысль, которую я пытаюсь провести в этом учебнике, – это то, что необходимо, чем скорее, тем лучше, буквально немедленно, приступить к радикальной децентрализации воспроизведения единиц. Воспроизводить единицы не только одними-единственными государственными первичными эталонами, а затем от эталонов точно передавать их по разным поверочным схемам всем средствам измерений, а делать это на нижних этажах поверочных схем, ближе к самим средствам измерений. Там не нужна суперпрецизионность первичных эталонов, и, следовательно, легче сделать исходные эталоны. И тогда, не жертвуя точностью, можно сказать, почти ничего не теряя, мы получим огромный экономический и практический эффект, т.е. сможем обеспечить такую же, как сейчас, степень единства измерений. Технически более простые эталоны сразу смогут передавать информацию о размере единицы рабочим средствам измерений. Более того, в последних своих статьях в вашем журнале я показал, что единицы можно воспроизводить прямо в поле рабочих средств измерений, т.е. устройства воспроизведения – эталоны – встраивать в обычные средства измерений. Современный уровень науки и техники это позволяет, не всегда, конечно, но во многих случаях. Такие приборы не надо будет поверять вообще, им не надо будет передавать никаких единиц от рабочих эталонов, т.е. обслуживание изменится в корне. Даже взгляд на метрологическое обслуживание, подход к метрологическому обеспечению должны будут измениться. Метрологическое обеспечение будет осуществляться за счёт того, что встроенный эталон будет воспроизводить единицу внутри самого средства измерений, и с ней будет сравниваться то, что измеряется. Это совершенно другая метрология. Вторая часть вышедшего сейчас учебника как раз и посвящена этим вопросам. Показывается, каким образом децентрализовано сейчас воспроизведение единиц на международном уровне: сами-то национальные эталоны уже давно децентрализованы, кроме эталона килограмма. Механизм ключевых сличений реализуется для проверки того, что эти эталоны примерно одинаково воспроизводят единицы измеряемых величин. Данный механизм можно распространить и на более низкие ступени поверочных схем; можно его использовать, можно и не использовать, но децентрализация воспроизведения в мире уже началась. Считаю, что раз наверху подавляющее большинство национальных государственных первичных эталонов уже децентрализовано, следовательно, надо делать то же и внизу, ближе к самим средствам измерений. Децентрализация даст огромный экономический эффект, многое упростит, сделает метрологию совсем не такой, какой мы её видим в последнее десятилетие, когда она развивалась исключительно только в направлении централизованного воспроизведения единиц первичными эталонами и передачи от них точности всем без исключения средствам измерений. А исключений очень много.
– Мне бы хотелось, чтобы вы вернулись к теме, которую развиваете в статье о метрологическом обеспечении длительных космических полётов. Там-то другого выхода, кроме децентрализации, вообще нет. Остановитесь на этом поподробнее, пожалуйста. Сейчас готовится полёт на Марс, нужно ведь и метрологов готовить…
– В статье, о которой идёт речь, я просто хотел привлечь внимание к тому, что децентрализованно можно воспроизводить единицы с использованием таких квантовых эффектов, как эффект Холла и эффект Джозефсона. Эти эффекты возникают при сверхпроводимости, т.е. при очень низких температурах, температурах жидкого гелия. (Сейчас поднялись до температур жидкого азота.) Следовательно, нужна специальная криогенная техника, достаточно громоздкая, требующая специальных лабораторий, сосудов Дьюара. В общем и целом аппаратура охлаждения и устройства воспроизведения единиц в условиях сверхпроводимости громоздки и дорогостоящи, поэтому очень редки и мало применяются. Их используют только для государственных первичных эталонов. А между тем в природе существует естественная лаборатория, которая называется открытым космосом, и в ней сверхнизкие температуры являются обычным делом. В открытом космосе температура близка к температуре жидкого гелия, и не надо никаких сосудов Дьюара, не надо никакой криогенной техники. Там очень легко воспроизводятся эффект Холла, эффект Джозефсона, и эталоны вообще не требуются, поскольку квантовые переходы возможно организовать прямо в электрических средствах измерений, например прямо в вольтметрах и омметрах.
Я считаю, что техника будущего будет использовать особенности окружающей среды, в которой выполняются измерения. Никому, например, не придёт в голову использовать под водой радиоизлучение, потому что оно там быстро затухает. Под водой очень хорошо работают акустические сигналы. И никто не станет использовать акустические сигналы в космосе, потому что там нет плотной среды и акустические сигналы не распространяются – в космосе применимы электромагнитные колебания. Сходные рассуждения верны и в отношении квантовых эффектов: они с трудом воспроизводятся в наших лабораториях, а космос для них – это нормальные условия воспроизведения. С моей точки зрения, космическое приборостроение должно стать в целом совершенно другим: оно должно использовать специфические условия космического пространства для адекватного решения метрологических задач, в том числе для воспроизведения единиц на основе квантовых эффектов при сверхтекучести, сверхпроводимости, т.е. при сверхнизких температурах. В своей статье я просто указал на данное обстоятельство и привёл пример той элементной базы, которая вполне годится для использования в космосе.
– А как при длительных космических полётах будет выглядеть соблюдение межповерочных интервалов?
– Там теряется понятие “межповерочного интервала”, потому что там нет средств измерений и отдельных эталонов, поскольку эталон сидит прямо в средстве измерений. Сколько времени работает средство измерений, столько времени эталон выдаёт информацию о единице измерений. Поверка вообще будет не нужна. Вот так в корне меняется понимание метрологической ситуации.
– Игорь Фёдорович, сейчас идеологическая парадигма России – построение инновационного общества: постоянно говорится о новых подходах, о талантах, которые мы пытаемся вырастить и которые реально есть в стране. Но тогда модернизация не может обойти стороной и метрологию. Расскажите, пожалуйста, что тормозит её развитие?
– Да, действительно любое развитие связано с внедрением инноваций, это аксиома, которую наконец-то поняло наше политическое руководство, декларируя теперь инновационный путь развития страны, экономики, техники, науки. Таким образом, что касается деклараций и заявлений, с этим сейчас все в порядке. На деле, конечно, ситуация гораздо хуже. Если говорить о моей судьбе, то она сложилась так, что те инновации, которые я предлагал в своих книгах в 1988 г., в девяностых, так и остались нереализованными, потому что противоречили нормативной базе того времени. XXI век на дворе, а воз и ныне там. Любая инновация, на то и инновация, что она новая, не соответствующая тому, что есть, а то, что есть, канонизировано нормами либо закона, либо нормативного документа. Всё новое входит в противоречие со старыми канонами, законами и должно пробивать себе дорогу. Так и в метрологии: любая инновация сейчас, к сожалению, противоречит нормам законодательной метрологии, нормативно-техническим документам, и поэтому в метрологии инновации внедряются с очень большим трудом или вообще не внедряются десятилетиями. Мы уже говорили о судьбе квалиметрии, которая гигантскими шагами должна была начать развиваться в конце шестидесятых, в семидесятые, восьмидесятые и девяностые годы. Ничего подобного не произошло, потому что она противоречила нормативно-технической документации. Картина не изменилась и сейчас. Раньше не принимались в журналы мои статьи и предложения, поскольку имели инновационный характер, сегодня то же самое происходит с работами моих учеников – аспирантов, докторантов. Кандидат технических наук, доцент Восточно-Сибирского государственного технологического университета Д.Н. Хамханова, моя ученица, представила к защите докторскую диссертацию, посвящённую обеспечению единства экспертных методов измерений. Более актуальной проблемы сейчас в практической метрологии (в той её части, которую мы условно назвали “для людей”) нет. Ни один университет, ни один совет не принимает к защите такую диссертацию, потому что она противоречит и закону “Об обеспечении единства измерений”, и нормативной базе в области метрологического обеспечения. Аналогичный эпизод был в своё время и в моей жизни, когда я писал о том, что нужно перейти от исчисления погрешности к исчислению неопределённости. На тот момент это входило в противоречие со всей нормативной базой страны, и ни один журнал не соглашался печатать ни одной моей работы. Теперь эту судьбу унаследовали мои ученики.
Я очень сожалею, что инновационность развития на деле не реализуется, оказывается просто пустой декларацией, пустым заявлением. Было бы очень хорошо, если бы люди, от которых это зависит, задумались над тем, можно ли внедрять инновации, если закон, ГОСТ, технический документ говорит, что нельзя. Как же тогда внедрять новое? Надо пересмотреть наше отношение к нормативно-технической документации: она должна стимулировать, поощрять, всячески способствовать внедрению инноваций, а не опускаться в виде шлагбаума на их пути. Поэтому первое, что сейчас нужно делать, это изменить в корне подход к разработке нормативно-технической документации: она тоже должна стать инновационно ориентированной, стимулировать процесс внедрения инноваций, а не тормозить его или вообще исключать.
– Мы сегодня затронули достаточно широкий спектр вопросов. Нужно как-то обобщить, подытожить всё то, о чём мы говорили. Выделить квинтэссенцию проблемы, что ли…
– Прежде всего, надо сказать, что, несмотря на всё то, о чём только что говорилось, отечественная метрология является, безусловно, лидером метрологии в мире. И неслучайно “все флаги в гости будут к нам”, неслучайно у нас очень часто происходят важные метрологические совещания, заседания, наши представители участвуют в работе международных метрологических организаций. С этой точки зрения всё более-менее благополучно, и эту линию надо продолжать, но было бы неплохо, если бы мы по линии обыденной, простой “метрологии для народа” всё-таки сделали что-то полезное, вышли бы в мировые лидеры данной научной школы. Это бы сразу было замечено большими коллективами людей, сразу дало значительный экономический эффект, оказало существенное влияние на жизненный уровень народа, на качество жизни и ещё сильнее упрочило бы репутацию нашей метрологии в мире.
– Игорь Фёдорович, спасибо за интервью. Я хочу поздравить вас с наступающим юбилеем и пожелать сил для продолжения инновационной деятельности в области метрологии. Надеюсь, мы будем ещё много и плодотворно сотрудничать. Излишне напоминать, что читатели ждут заключительную, третью часть вашей “Теоретической метрологии”. Когда она будет опубликована?
– Как позволит здоровье.
– Тогда основным будет пожелание крепкого здоровья и дальнейших творческих успехов.
– Спасибо. Позволю себе короткое алаверды. Мы сейчас много говорили, условно скажем, о “народной метрологии”. Ваш журнал ближе всех стоит к интересам народа в области метрологии: по своей направленности это метрологический журнал, а по охвату читательской аудитории – журнал народный. Поэтому было бы правильно и очень хорошо, если бы журнал избрал в качестве какого-то постоянного направления деятельности, рубрики например, мониторинг и анализ того, что происходит в области этой самой “народной метрологии”. Стал бы рупором народных интересов и средством консолидации усилий метрологов в этих интересах. Такая ниша пока свободна. Это и повысило бы авторитет журнала, и расширило бы его читательскую аудиторию, и принесло бы большую пользу делу, метрологии, стране в целом.