材料一：
怎样进行精密测量？这就需要实施精密测量的工具——精密仪器。精密仪器包括各类高端测量仪器、分析仪器、成像仪器、诊疗仪器等。在帮助工业生产“把关”的同时，精密仪器也是科学研究的有力工具。纵观各国科技发展的历史，不难发现，科技强国一定是基础研究强国，基础研究强国一定是测量与仪器强国。大多数现代科学发现和基础研究的突破，都是借助先进的精密测量方法和尖端的测量仪器实现的。
引力波探测就是一个典型例子。引力波探测是直接验证爱因斯坦广义相对论、探索宇宙起源和演变的实验，具有重大科学价值。但引力波信号极其微弱，探测难度极大，采用超高分辨率的远距离激光干涉测量方法探测，是目前最有优势的技术途径。也就是说，激光干涉测量仪的测量准确度，将直接决定探测引力波的极限能力。如果将激光干涉测量仪建立在地球上，其互为垂直的两路激光测量臂长至少要达到4000米。只有满足这一条件，引力波引起的激光测量臂长的极其微小的变化（不超过质子直径的万分之一）才能被测量到。如果按比例放大，这一超高分辨率测量相当于在绕地球1000亿圈的长度上，检测出不超过一根头发丝直径的长度变化。经各国科学家的共同努力，2016年人类首次直接测量到高频段引力波，三位科学家因此项成果获得诺贝尔物理学奖。
就科学研究而言，这样的探测还远远不够。为测量到低频段引力波，必须将激光干涉测量仪建立在太空环境中。引力波的例子很好地证明了“测量技术有多精密，科学探索就能走多远”。
（摘编自谭久彬《精密测量 科学探索的“眼睛” 高端制造的“尺子”》）
材料二：
人们通常能看见光，是因为光的漫反射；激光是单色光，人们在空气中能够看见激光，也是因为它与空气中的微粒作用而产生了漫反射。激光与普通光不一样，是单色光，是某物质的电子能量跃迁产生的，所以它的振动频率很单一，波动方向也恒定，是干涉光波。
什么是激光的干涉现象？用一个干涉实验来说明。下面图中的一束激光，经过两个小孔得到两个同样性质的光，于是它们在传播过程中叠加了，有些地方的振动始终加强，有些地方的振动始终减弱，而且振动强度有着稳定的空间分布。在固定位置接收到的光按一定规律做强弱交替变化，形成激光的干涉条纹。
单色光的干涉图样
根据光学，两束光要产生干涉现象是有条件的：①这两束光的频率比较接近；②它们的相位有一定的差异（这可以通过光束的路径长短来调节）；③这两束光尽可能平行地叠加。满足这三个条件的光称为“相干光”。对于激光来说，很容易满足“相干性”条件，激光是“相干光”。
（摘编自徐长发《激光干涉的精密测量技术》）
材料三：
高精度时间频率的测量和应用支撑着相关科学研究的发展、经济社会的运行和国家安全系统的建设，高精度时频服务系统是国家战略资源。
原子钟给出的频率和时间标准是目前测量精度最高的基本物理量。同时，原子钟精度的提高也带动了其他基本物理量测量、物理常数定义和物理定律检验精度的提高，促进了新物理的发现和科学技术的进步。在微波段运行的原子钟已被广泛应用于导航、通信等领域。被广泛使用的卫星定位系统（例如我国的北斗导航系统、美国的全球卫星定位系统GPS等）中的每一颗卫星都载有多台微波段原子钟，通过对信号到达的时间做精确测量，给用户提供定位信息。由于在导航系统中的关键作用，星载原子钟被喻为卫星导航系统的“心脏”。
由于量子精密测量方法上的突破，在光波段运行的原子钟（简称光钟）具有更高的精确度与稳定度，有望达到10-21量级（即万亿年的误差不超过1秒）。我国已布局发展空间光钟，目标是要在太空中把时间频率测量精度提高两个数量级。新一代时间测量与传递技术将为洲际光钟比对、国际“秒”定义的产生做出贡献，为未来引力波探测、暗物质探测等物理学基本原理检验提供新方法。同时，对光信号的高精度相位控制与测量，也会极大地提升未来星地一体量子通信网络的信息传递速度。
（摘编自卢征天、潘建伟《量子精密测量：测量精度突破经典技术极限》）
