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 量出的果實沉甸甸
    7月25日，57輛全球最先進的電視轉(zhuǎn)播車抵達北京。奧運期間，全球?qū)⒂?0億觀眾通過電視收看比賽。負責電視轉(zhuǎn)播的工作團隊正在做最后的設備調(diào)試，確保場館內(nèi)復雜多變的燈光條件不影響電視畫面的質(zhì)量。
    7月26日，北京市公安局奧運安保場地安檢團隊對國家游泳中心“水立方”完成封閉安全檢查。奧運會期間預計將有1000萬人到北京親臨奧運盛事。機場、地鐵、奧運場館都安裝了先進的安檢設施，對人員及其攜帶的行李進行嚴格安檢，確保“平安奧運”。
    7月27日，北京奧運村正式開村，各國代表團陸續(xù)入住奧運村。離比賽的日子越近，參加拳擊、柔道、舉重等奧運比賽項目的運動員就越要嚴格控制自己的體重，稱量體重成了他們每天在奧運村做的“必修課”。
    ……
    離奧運會越近，各種奧運新聞越來越多。這些奧運新聞看似毫不相關，但如果說這些新聞都與計量密切相關，估計不少人會瞪大了眼睛。
    其實，計量科技在這次北京奧運中的運用還遠不止這些。
    4噸的重量
    “300.02”、“300.01”、“300.01”……場館里安靜極了，只聽見時而傳來的報數(shù)聲和“呼呼”的喘氣聲。
    北京計量科學檢測研究院力學室大質(zhì)量組的同志正在對8臺用于拳擊運動員稱量體重的電子秤進行檢測。300千克標準的電子秤需要檢測人員用300千克的標準砝碼反復進行校準檢測，而沉重的砝碼搬運工作只能依靠4名檢測人員人工操作。
    有人做過統(tǒng)計，每檢測一臺秤，工作人員需要上上下下搬運的砝碼重量就接近4噸。檢定8臺秤，那就意味著他們這天搬運的總重量要達到30多噸。
    正是那一雙雙拎起了4噸重量的計量人的手，在一年多的時間里，共為北京奧運檢定了幾百臺秤。
    不是所有的計量檢定都能夠拿著小巧精密的檢測儀器進行，如此高強度的體力工作也是為奧運提供計量檢定必不可少的。
    5毫秒的差異
    5毫秒，百分之零點五秒，轉(zhuǎn)瞬即逝，而在奧運會的賽場上，5毫秒的時間卻能決定出到底誰將摘得金牌，誰將改寫紀錄。但你是否知道，在奧運會游泳比賽中，僅僅是游泳池兩池壁間的平行度不合格就會使運動員的成績產(chǎn)生微小但起決定作用的5毫秒的差異；田徑跑道彎道的坡度和100米起跑線的傾斜度也會讓運動員的成績產(chǎn)生5毫秒的差異……
    其實，每個奧運比賽項目的距離和尺寸準確性都會直接影響運動員的成績。計量就是為了精確測量而誕生的。中國計量科學研究院長度所大長度實驗室承擔的《奧運會場館幾何量參數(shù)測量與驗收關鍵技術研究》就是運用現(xiàn)代尖端的計量科技完成場館精準測量的好例子。
    規(guī)范場館幾何量參數(shù)的測量方法，制定影響運動員成績的場館長度、高度、坡度、圓弧半徑及斜度等幾何量參數(shù)的測量標準，一年多的時間，他們?yōu)閵W運場館的建設和驗收提供了重要的技術支持，為提升我國今后體育場館的建設質(zhì)量打好了基礎，為“科技奧運”注入了新的內(nèi)涵。
    十分的投入
    興奮劑，被所有人視為魔鬼，但它又常常如幽靈般出現(xiàn)在重要國際賽事的新聞報道中。按照國際奧委會的條例，一旦查出服用了興奮劑等違禁藥物，運動員將受到嚴厲懲罰，我國更是做出了終身禁賽的嚴格規(guī)定。
    如果運動員食用的食品中含有違禁成分，就有可能造成一批運動員誤服。要確保運動員食品的萬分安全，必須從食品源頭進行控制，加強對食品中違禁藥物的檢測。檢測的前提是建立較為完善的檢測標準，中國計量科學研究院化學所在短短兩個月時間里完成的《奧運食品中違禁藥物檢測急需標準物質(zhì)的研制》，成功地為我國奧運食品興奮劑檢測提供了一把“標尺”。
    研制出的34種標準物質(zhì)中有26個品種在國際上首次公開發(fā)布。它們已陸續(xù)發(fā)放到全國32家供奧運生產(chǎn)加工食品檢驗機構，并被用于奧運食品違禁藥物的檢測工作中。中國也因此成為世界上少數(shù)幾個擁有如此齊全的興奮劑檢測標準物質(zhì)的國家之一。
    中國化學計量研究人員的這次精彩表現(xiàn)，用另一種方式更好地詮釋了“更高、更快、更強”的奧林匹克精神。
    萬分的小心
    “嘟嘟、嘟嘟”……場館的安檢設備發(fā)出了警示。為了確保奧運安全，在北京的機場、地鐵站、各比賽場館等重要場所均安裝了先進的安檢儀器。特別是危害大、殺傷力強的爆炸物、化學武器等放射性物品，安檢部門更是時刻保持著高度警惕。
    核技術，這個平常很少被老百姓關注的神秘家伙卻在奧運安檢中發(fā)揮著“主角”的作用。利用核四極矩共振技術研究開發(fā)的違禁品檢測安全系統(tǒng)可以滿足航空、鐵路、海運、公路和其他公共場所的行包安全檢查需求，有效遏制爆炸物、化學武器和毒品等違禁品的非法流通；利用核輻射探查裝備技術研發(fā)的放射性物品檢查系統(tǒng)，可以對進入比賽場館的人員、行李進行放射性檢測。
    不過，要讓檢測儀器足夠靈敏、準確，首先要確保這些儀器本身的可靠性。中國計量科學研究院電離輻射與醫(yī)學工程計量科學研究所完成的《奧運場館輻射安全檢測系統(tǒng)關鍵技術研究》，就是為奧運場館輻射安全檢查測試系統(tǒng)中的行包安全檢測儀和放射性危險物品探測器提供量值溯源和現(xiàn)場檢測，為北京奧運的場館輻射安全檢測提供強有力的技術支持。
    把住奧運安全的大門，計量科技功不可沒。
    奧運會不僅是運動員的舞臺，也是展示我國最高水平科技成果的好機會。計量科技在這次難得的“表演”中，精彩表現(xiàn)可圈可點。奧運會期間，北京氣象局將為各國運動員、教練員和外國游客發(fā)布與國際接軌的紫外線強度預報，這離不開光學計量人員為氣象行業(yè)專門研制的太陽紫外標準光譜輻射測量儀器；奧運場館燈具的安裝必須不影響運動員比賽，不影響觀眾觀賽，不影響電視轉(zhuǎn)播圖像的顏色質(zhì)量，這些也離不開光學計量提供的檢測數(shù)據(jù)；國家體育場“鳥巢”的看臺設計像碗狀，可以容納9.1萬人，而且上下層交錯布局，精確的角度計量確保了觀眾無論坐在哪個位置，視線距中心距離都是140米左右，能夠無障礙地觀看比賽；國際廣播中心（IBC）的供電變配電室是否會對廣播電視轉(zhuǎn)播區(qū)產(chǎn)生電磁干擾，電磁計量的環(huán)境監(jiān)測人員給出了科學的測試結(jié)果……
    奧運的發(fā)展就是人類不斷征服時間、空間和速度的過程，向人類的自身挑戰(zhàn)永遠是奧運健兒不懈的追求。伴隨這一追求的，則是不斷進步的突破時間、空間和速度的科學技術。奧運精神無處不在，科學技術與之同行。
    小小“尺子”
    黑色的墻壁，黑色的儀器設備，黑色的桌椅，連角落里的陶瓷洗手盆也是黑色的，完完全全一個黑色的世界。
    這個大約3層樓高，100多平方米大的大房間是中國計量科學研究院光學所的總光通量國家基準實驗室。房間中央安裝了一個直徑約5米，像圓盤一樣可旋轉(zhuǎn)的環(huán)架，環(huán)架前方是一個裝有復雜設備、約2米長的燈架。這就是曾經(jīng)獲得國家科技進步一等獎的我國自主研制的總光通量國家基準裝置。“這套設備叫大型復合式分布光度計，全國的光源和燈具的總光通量檢測都要以它為基準，它就是那把最準的大‘尺子’。”實驗室的趙志丹介紹。至于這個黑黑的大房間，趙志丹說是為了檢測光源時，整個環(huán)境只吸收光而不反射光，以免影響檢測的準確性。
    北京奧運會30多個比賽場館，不同的比賽場館對照明的要求不一樣，對光源和燈具的要求也很嚴格。總光通量是一個光學計量參數(shù)，是衡量光源總體性能的重要指標，直接影響光源的發(fā)光效率和壽命。“不管是LED發(fā)光二級管、節(jié)能燈，還是普通的白熾燈、熒光燈以及高壓汞燈、高壓鈉燈，要滿足比賽對照明的高要求，都需要對總光通量進行測量，達到國家標準的光源才能安裝在奧運場館。”趙志丹說。
    那么這個黑房間里的“大家伙”又是怎樣完成對奧運場館燈具和光源的檢測的呢？
    “奧運場館使用的光源和燈具的種類不計其數(shù)，不可能每只燈都用這個國家基準進行測量。于是我們又依據(jù)這個大‘尺子’‘傳遞’了一系列小‘尺子’，然后再用這些小“尺子”去進行下一級的測量。”說著，趙志丹帶領記者來到隔壁的另外一個實驗室，這里就存放著那些小“尺子”。
    與大“尺子”的外觀截然不同，小“尺子”變成了類似于大型地球儀一樣的球體。趙志丹告訴記者，這些球體名叫積分球。房間里擺放著3個大小不一的積分球，最大的直徑3.5米，最小的直徑1米，分別用于測量白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈和汽車燈等不同光源的總光通量量值，它們都是我國總光通量工作基準裝置。
    北京奧運場館選用的照明電器產(chǎn)品供應商共有十幾家，他們都有自己的產(chǎn)品檢測實驗室，用各自的檢測設備標定用于奧運場館的燈具。如果說國家基準是大“尺子”，說工作基準是小“尺子”，那廠家的檢測設備就是小小“尺子”。“尺子”沒有刻度就不稱其為“尺子”，刻度不準就是一把測量不準的“尺子”。小“尺子”必須經(jīng)大“尺子”校準，而那些小小“尺子”必須經(jīng)中國計量院的小“尺子”校準后才能用于檢測每一只運往奧運場館的燈具。
    擺在桌上的幾只小型白熾燈就是某廠家送來檢測的標準燈，趙志丹今天的任務就是用小“尺子”給標準燈標定準確的數(shù)值，相當于給這些小小“尺子”標上刻度。
    檢測開始了。趙志丹戴上手套，小心翼翼地拿起一只標準燈，將燈安裝在球內(nèi)懸掛的燈座上。接著給被測燈通電，燈亮了，由于擋屏的遮擋，右半球內(nèi)形成了一個圓形的陰影，而陰影的中心正好是探測器的位置。確定一切準備就緒后，趙志丹輕輕地合上積分球，讓球內(nèi)成為一個完全密閉的空間。她開始調(diào)整電流，“要將電流穩(wěn)定在被測燈的控制電流，預熱3分鐘后再讀取數(shù)據(jù)。”當電流值顯示“076614”這個控制值時，趙志丹按下手邊的計時器。3分鐘很快過去了，“嘀嘀嘀，嘀嘀嘀……”計時器響了。趙志丹抬頭看了看與光電探測器相連的光度計所顯示的數(shù)值，“4508”，低頭記下這個數(shù)字。這就完成了對一只標準燈的數(shù)值標定，一把測量準確的小小“尺子”誕生了。
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    往屆經(jīng)驗
    奧運會上的每一項運動項目都和計量科學技術密切相關，科技運用于奧運的重大突破，最先就是在計量方面。1912年之前，由于沒有先進的計量手段，奧運會只能靠手工計時來判斷奔跑的速度。1912年的第5屆瑞典奧運會則首開利用電子設備計量的先河，首次在場內(nèi)試驗性地安裝了電動計時器和終點攝影設備，從而使計量精確到1/10秒。
    計量技術在奧運會的應用遠不止這些，涉及到的測量也不僅僅是時間、長度、質(zhì)量等方面。1968年墨西哥奧運會首次進行了興奮劑的檢測，這使化學計量也進入到了奧運會的賽場，成為維護比賽公平公正的又一技術保障。
    隨著計量科技的不斷發(fā)展，服務于奧運會的計量技術和計量設施也越來越現(xiàn)代化。
    1992年第25屆巴塞羅那奧運會，首次推出了可以滿足一切項目計時、測速和計分需要的全能計量操作系統(tǒng)。
    第26屆美國亞特蘭大奧運會上，各種最先進的現(xiàn)代電子監(jiān)控測量設備被用于記錄和檢測運動員的各項成績：在100米賽跑和110米欄賽中，運動員沖刺階段的速度有激光射線跟蹤和檢測；三級跳遠選手跳、跨、躍時的每個動作都由紅外線觀測儀記錄；運用于撐桿跳的測力儀，能夠準確掌握運動員撐桿時的力度，在運動員越過橫竿的剎那間，兩個固定在高架上的二極管射出的細細光束馬上測出他所達到的高度；射擊場上，高靈敏度的傳感器將子彈發(fā)出的聲波傳給控制室，由電腦根據(jù)聲波測算彈著點，其準確度可達1/1000毫米。
    到了2004年第28屆雅典奧運會，衛(wèi)星通訊、無線數(shù)據(jù)通訊、數(shù)字電視、智能語言系統(tǒng)等技術都在奧運會上得到廣泛應用。
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    計時歷史
    百年奧運的發(fā)展史，其實也是計時裝備的發(fā)展史。從手動計時到電子機械計時，再到石英電子計時，乃至現(xiàn)今的實時比賽廣播，奧運會促進計時器的發(fā)展與變化，而計時器的進步則讓每一屆奧運會都變得更加精彩。
    1896年第一屆雅典奧運會，采用浪琴19CH機芯的計時器成為正式計時工具。其精確度可達到1/5秒，但缺點是只有30分鐘的計時能力。因為這個原因，第一屆奧運會的馬拉松比賽沒有時間記錄。
    1912年的第5屆瑞典斯德哥爾摩奧運會上，將攝影裝置和電子計時器放置在賽道終點，用攝像機拍攝運動員撞線瞬間畫面來彌補手動計時的不足。
    1932年，OMEGA（歐米茄）為此屆奧運會提供了30只精確度1/10秒的1130型計時器，成為第10屆美國洛杉磯奧運會官方制定計時器提供商。
    1946年，歐米茄研發(fā)出了“Film Time”攝像機。它提供的時間分析數(shù)據(jù)和圖片，可以讓裁判準確判斷運動員在極短時間內(nèi)的距離差異，解決了半個世紀以來需用肉眼判斷比賽勝負的困難。
    20世紀中期，石英計時技術進入高速發(fā)展時期。浪琴將石英電子與影像拍攝技術完美地結(jié)合在一起，其計時精度提高到1/100秒。
    1964年第18屆東京奧運會，日本SEIKO（精工）計時器呈現(xiàn)在世人眼前。它也是第一個非瑞士品牌的奧運會指定計時器提供商。
    1972年，第20屆奧運會在聯(lián)邦德國慕尼黑舉辦。計時器的精度在此屆奧運會上再創(chuàng)新高，出現(xiàn)精度高達1/1000秒的電子計時器。
    1976年第21屆蒙特利爾奧運會，出現(xiàn)了可以同時顯示時間、分數(shù)等信息的實時記分板，計時器不再是單純的計時裝備。
    1992年第25屆巴塞羅那奧運會上出現(xiàn)“全能運動操作系統(tǒng)”，利用網(wǎng)絡把分散在賽場上的電子計時器和光電測距儀，以及自動記分裝置融合在一起。
    2000年第27屆悉尼奧運會，計時器首次通過互聯(lián)網(wǎng)公布實時賽況。
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    記錄瞬間
    隨著奧運計時裝置的逐步進步，運動員的成績記錄也變得越來越精準。如1968年的墨西哥奧運會，由于應用了較為先進的電子計時設備使得田徑比賽，尤其是短距離項目變得格外精彩。在這屆奧運田徑男子100米決賽的賽場上，美國選手吉姆·海因斯首次突破10秒大關，以9秒95的成績獲勝。然而，如果不是當時的計時器能精確記錄到1/100秒，這項記錄是不可能存在的。
    類似的例子在各屆奧運賽場上還有很多。在1972年的慕尼黑奧運會的400米混合泳比賽中，瑞典選手根莫尼遜和美國選手丁麥奇都是以4分31秒89的成績到達終點，然而究竟誰是第一名呢？如果是在此之前，裁判是根本無法判定的。但在這屆奧運會上，裁判最終還是讓他們分出了高下，因為這屆奧運會首次裝置了最先進的電子計時設備，其精確度可達1/1000秒。在精密的電子儀器計算下，得出的結(jié)果是根莫尼遜的成績?yōu)?分31秒891，而丁麥奇的成績是4分31秒893，兩人成績僅差千分之二秒。這兩個記錄，是至今為止奧運會冠亞軍記錄中最接近的一次