Направления развития современной метрологии

Отечественные метрологи определяют сегодня метрологию как «науку об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, а также спосо­бах достижения требуемой точности». Обычно мет­рологию представляют как науку и область деятельно­сти, включающую три взаимосвязанных раздела — те­оретический, законодательный и прикладной.

Теоретическая (фундаментальная) метрология изучает и разрабатывает ее научные основы. Пред­метами этого раздела являются: теория измерений, те­ория шкал измерений, проблемы установления систем единиц измерений, теория исходных средств измере­ний (эталонов) и передачи шкал и размеров единиц, вопросы использования в метрологии фундаменталь­ных физических постоянных, теория точности измере­ний и др.

Законодательная метрология включает взаимо­связанные юридические и научно-технические вопро­сы, которые нуждаются в регламентации со стороны государства с целью обеспечения единства измерений. Ключевыми документами законодательной метрологии являются: Закон РФ «Об обеспечении единства изме­рений» и стандарты Государственной системы обес­печения единства измерений — ГСИ. Основными понятиями служат: «методика выполнения измерений»; «испытание, метрологическая аттестация, поверка и сертификация средств измерений»; «метрологический контроль и надзор».

Прикладная (практическая) метрология изуча­ет и разрабатывает вопросы практического приме­нения положений теоретической и законодательной метрологии. Предметом прикладной метрологии яв­ляются все виды работ, проводимых в сферах распро­странения государственного метрологического конт­роля и надзора.

В последние десятилетия метрология активно про­никала в новые для себя области: испытания и конт­роль качества продукции, кибернетика и системотех­ника, здравоохранение и охрана окружающей среды, экономика, социология и психология, педагогика и спорт, дегустация (вин, парфюмерных веществ). На очереди измерения таких свойств, как блеск, глянец, запах, вкус и др. Стали измерять не только величины, включенные в международную систему единиц (SI), но и те свойства, которые не описываются физическими законами. Более того, некоторые из измеряемых свойств не являются величинами, т. к. носят не коли­чественный, а качественный характер. Появились новые измерительные процедуры (вплоть до «стати­стических» и «мягких» измерений), которые не укладываются в рамки традиционной («классической») метрологии. В практику измерений начинают входить такие понятия, как «нечеткая логика», «нейронные сети», «генетические алгоритмы». Все большую акту­альность приобретает энтропийный подход к оценке точности результатов измерений.

Многогранность метрологии определила ее особое место в системе наук. Главной особенностью метроло­гии, выделяющей ее среди других естественных наук, является большое количество принципиальных положе­ний, установленных условно, по соглашению: выбор системы единиц, размеры основных единиц, методики выполнения измерений, нормальные условия проведе­ния измерений, нормируемые метрологические харак­теристики средств измерений и др. Для того чтобы обеспечить единство измерений в стране и защитить интересы потребителей от последствий недостоверных результатов измерений, эти положения должны быть облечены в форму юридических актов, имеющих пра­вовую основу. Обеспечение единства измерений все­гда было и остается естественной государственной монополией и осуществляется при поддержке и под над­зором государственных органов управления. Именно поэтому, в отличие от большинства других научных дис­циплин, метрология имеет в своем составе законода­тельный раздел.

Метрология стала такой наукой, на достижения, средства и методы которой опираются в своем разви­тии как фундаментальные, так и прикладные научные направления. Развитие научных теорий и их практи­ческое применение невозможны без первичной ин­формации, получаемой путем измерений в процессе научного познания. Без измерений не может сегодня обойтись ни одна наука, поэтому метрология нахо­дится в связи, и отношениях со всеми научными дис­циплинами.

Измерения величин как количественный способ познания материального мира были предметом и мате­матики, и метрологии еще на ранних стадиях развития человеческого общества. Метрология изыскивала пути получения достоверных результатов измерений, осуще­ствлявшихся экспериментальным путем.

В части принципов и методов измерений, установ­ления и воспроизведения единиц и шкал измерений метрология тесно связана с естественными науками — физикой и химией. Законодательная метрология имеет признаки юриспруденции. Прикладная метрология близка к техническим дисциплинам, в первую очередь приборостроению.

У метрологии много общего с кибернетикой. Взаимообогащающее влияние метрологии и кибернетики обусловлено единством целей, на достижение которых они объективно направлены. Главные среди этих це­лей — решение проблем надежности и качества. Со­временные измерительные информационные системы (ИИС) — это сложные комплексы устройств, выполня­ющие функции восприятия информации об исследуе­мом объекте, обработки, хранения и выдачи измери­тельной информации. Научное развитие ИИС базиру­ется, с одной стороны, на достижениях кибернетики, а с другой — на успехах радиоэлектроники, измеритель­ной и вычислительной техники.

Вся совокупность достижений, методов и средств метрологии является, по существу, технологией для по­лучения точной и достоверной информации о свойствах исследуемых объектов и явлений. Метрология, изме­рение, получение измерительной информации мысли­лись исходной частью многих технологий уже в нача­ле развития тех направлений деятельности, которые сейчас объединяются понятием «информационные технологии». Измерительная информация является входной для различных систем передачи и обработки информации.

Новые взгляды на природу неопределенности в измерениях тесно связаны с общей тенденцией разви­тия информатики. Как метрология, исходя из призна­ния неизбежности присутствия неопределенности в результате измерения, ставит задачу свести к миниму­му ее влияние, так и информатика, исходя из того факта, что при передаче информации неизбежны помехи, ее искажающие, ставит задачу их минимизации.

Одно из возможных современных определений науки об измерениях: «Метрология — это наука и область деятельности, предметом которых является точность информационных технологий и средств». Таким образом, измерение является одной из инфор­мационных операций, и место метрологии — в ряду информационных технологий.