1月19日，“國家工程師獎”首次進行評選表彰，81名個人和50個團隊在北京人民大會堂接受黨和國家在工程領域的最高規(guī)格褒獎。習近平總書記作出重要指示，向受表彰的“國家卓越工程師”和“國家卓越工程師團隊”致以熱烈祝賀。

璀璨燈光下，獎章閃耀，銘記了“國家卓越工程師”們?yōu)閲鴬^斗的業(yè)績。中國溫度計量基礎研究領域的領軍人才、中國計量科學研究院首席研究員張金濤就是其中一員。同時他也是全國市場監(jiān)管系統(tǒng)唯一一位獲此殊榮的人。

從國際計量界的“無名之輩”，到首次對國際單位制（SI）基本單位——溫度的重新定義取得決策權，張金濤見證了我國計量事業(yè)特別是溫度計量領域取得的突破性成績。

結緣溫度，搶抓變革機遇

溫度無處不在，它是最為廣泛使用的基本物理量之一，其準確測量事關科學研究、能源環(huán)境和民生健康等眾多領域。

為了使溫度的標尺時空恒定，國際計量界決定用玻爾茲曼常數取代水三相點，重新定義溫度的單位，這也結束了人類幾百年來溫度的單位（標尺）依賴實物性質的歷史。

為避免單一方法可能存在的系統(tǒng)誤差，國際溫度計量最高權力機構CCT（國際計量委員會溫度咨詢委員會）要求使用至少兩種獨立方法，分別實現不確定度小于3×10??的測定。這一要求涉及多個物理量的高精度絕對測量，是對精密測量極限的巨大挑戰(zhàn)。

而張金濤與溫度計量史上這次最重大的變革“結緣”，還要從2004年說起。

2004年，世界溫度大會在克羅地亞召開，張金濤和同事代表中國出席。“當時幾乎沒有人和我們打招呼，中國直接是被輕視的，因為我們在溫度計量領域沒有成績?！边@次的經歷讓奮發(fā)圖強的種子埋進了張金濤的心里。

2006年，中國計量科學研究院決定對3個國際單位制基本單位的常數定義進行研究。喜歡挑戰(zhàn)的張金濤勇挑重擔，牽頭承擔“玻爾茲曼常數測量研究”課題。

另辟蹊徑，敢為天下先

當時，美國、英國、法國、意大利等國的國家計量實驗室，已在這個領域耕耘數十年，對于實驗的核心部件，他們均選擇了球形或準球形共鳴腔。這種形狀的部件對精密加工制造的能力要求極高，在多方了解后，張金濤決定放棄。

“曾經有國際友人提出可以送給我們一個球形共鳴腔，但我拒絕了。因為我想做出完全具有中國自主知識產權的測定值?！睆埥饾f。

在查閱了大量文獻后，結合我國當時精密加工的技術能力及方案的可實現性，張金濤決定另辟蹊徑，用圓柱形共鳴腔取代球形共鳴腔，創(chuàng)新提出用定程圓柱腔聲學氣體原級測溫法測定玻爾茲曼常數的技術方案。

創(chuàng)新之路，從來不會平坦。由于采用了有別于國外已有的技術方案，定程圓柱腔體內部尺度的原位絕對精密測量的實驗方案需要全部自行設計。

在充分咨詢中國計量科學研究院老一代專家的意見后，張金濤和他的團隊決定借助國家長度基準的成熟技術——多波長激光干涉法。但在實際測量后，他們發(fā)現獲得的聲速測量值與國外同行的最好結果存在一個系統(tǒng)性的偏差，這個偏差遠大于測量的不確定度。

癥結到底在哪兒？不服輸的張金濤開展了大量的實驗，最后將原因鎖定到安裝端蓋過程中，在螺栓的緊固作用下，腔體的長度發(fā)生痕量改變。最終，他成功解析了端蓋隨溫度的痕量變形方向，設計了激光干涉法原位實時絕對測量共鳴腔內平均長度的技術方案，使得在現場實驗環(huán)境下，完全封閉的圓柱聲學共鳴腔的內部平均長度測量的不確定度從數百納米降低到幾十納米。

在完成了數輪的常數測定后，考慮到激光干涉法不適用于寬廣的現場溫度下的測量，張金濤又帶領團隊嘗試用微波諧振技術，實現對圓柱腔體內的平均長度和直徑的原位絕對測量。這又是一項在國際上沒有可借鑒經驗的實驗。

對于當年在實驗室的日日夜夜，張金濤記憶猶新，“風險、壓力、孤獨伴隨著我們。但大家樂在其中，一往無前”。