計(jì)量起源于古代各國(guó)，沿用已久的各不相同的計(jì)量單位和有關(guān)的制度不可能自發(fā)地統(tǒng)一。即使是一國(guó)范圍內(nèi)統(tǒng)一計(jì)量制度，也只有借助于政府的作用才可能實(shí)現(xiàn)。公元前221年，中國(guó)的秦始皇曾下詔全國(guó)統(tǒng)一度量衡就是一個(gè)明顯的例證。早期的計(jì)量相當(dāng)于所指的法制計(jì)量，只是范圍較窄，主要限于與貿(mào)易和稅收有關(guān)的測(cè)量而已。計(jì)量管理工作的主要部分——法制計(jì)量，歷來(lái)是由政府所主導(dǎo)的一項(xiàng)社會(huì)事業(yè)。大致 18 世紀(jì)開(kāi)始，由于國(guó)際貿(mào)易和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，歐洲國(guó)家之間出現(xiàn)統(tǒng)一計(jì)量制度的需求。1867年舉行的巴黎博覽會(huì)上專門(mén)成立了“度量衡和貨幣委員會(huì)”，以處理因計(jì)量單位不同而產(chǎn)生的問(wèn)題。1875 年和 1955 年簽訂的《米制公約》和《國(guó)際法制計(jì)量組織公約》，都屬于政府間的多邊協(xié)議，相應(yīng)成立的兩個(gè)國(guó)際組織也都是政府間的組織。
計(jì)量的發(fā)展具有悠久的歷史，大體上可以分為原始、經(jīng)典和現(xiàn)代三個(gè)階段。
原始階段
以經(jīng)驗(yàn)和權(quán)力為主，大多利用人、動(dòng)物或自然物作為計(jì)量基準(zhǔn)。例如，中國(guó)古代的布手知足、掬手為升、十發(fā)為程、黃鐘律管等；相傳在大禹治水時(shí)，就用了“準(zhǔn)繩”和“規(guī)”、“矩”等計(jì)量器具體；公元前 221 年，秦始皇統(tǒng)一中國(guó)后即頒布詔書(shū)，建立了全國(guó)統(tǒng)一的度量衡制度，其中度制和量制的大部分采用了十進(jìn)制，并實(shí)行定期檢定計(jì)量器具的法制管理(見(jiàn)中國(guó)古代度量衡史)。古埃及的尺度是以人的胳膊到指尖的距離為依據(jù)的，稱之為“腕尺”(約 46 厘米)。英國(guó)的碼是亨利一世將其手臂向前平伸，從其鼻尖到指尖的距離(1yd =0.9144m)；英尺是查理曼大帝的腳長(zhǎng)(1ft =0. 3038m)；英寸是英王埃德加的 手指關(guān)節(jié)的長(zhǎng)度(lin =25. 4mm)；而英畝則是兩牛同軛，一日翻耕土地的面積(1英畝=4.05X103平方米)。
經(jīng)典階段
一個(gè)以宏觀現(xiàn)象與人工實(shí)物為科學(xué)基礎(chǔ)的階段。標(biāo)志是 1875 年簽訂的《米制公約》。包括根據(jù)地球子午線 1 /4 長(zhǎng)度的一千萬(wàn)分之一建立了鉑銥合金制的米源器；根據(jù)1m3水在規(guī)定溫度下的質(zhì)量建立了鉑銥合金制的千克源器；根據(jù)地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期確定了時(shí)間(歷書(shū)時(shí))單位秒等。它們形成一種基于所謂自然不變的米制，并成為國(guó)際單位制的基礎(chǔ)。但是這類宏觀實(shí)物基準(zhǔn)隨著時(shí)間的推移或地點(diǎn)的變動(dòng)，其量值不可避免的受物理或化學(xué)性能緩慢變化的影響而發(fā)生漂移，從而影響了復(fù)現(xiàn)、保存，并限制了準(zhǔn)確度的提高。實(shí)際上英國(guó)物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家J. C麥克斯韋在1870年曾指出，長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間應(yīng)當(dāng)建立在原子波長(zhǎng)、頻率和原子質(zhì)量中，而不是在運(yùn)動(dòng)著的星體或物體上。
現(xiàn)代階段
以量子理論為基礎(chǔ)，由宏觀實(shí)物基準(zhǔn)過(guò)渡到微觀量子基準(zhǔn)。國(guó)際上已正式確立的量子基準(zhǔn)有長(zhǎng)度單位米基準(zhǔn)、時(shí)間單位秒基準(zhǔn)、電壓?jiǎn)挝环鼗鶞?zhǔn)和 電阻單位歐姆基準(zhǔn)。從經(jīng)典理論來(lái)看，物質(zhì)世界在做連續(xù)、漸進(jìn)的宏觀運(yùn)動(dòng)；而在微觀量子體系中，事物的發(fā)展是不連續(xù)的、跳躍的，也是量子化的。由于原子的能級(jí)非常穩(wěn)定，躍遷時(shí)輻射信號(hào)的周期自然也非常穩(wěn)定，因此，躍遷所對(duì)應(yīng)的量值是固定不變的。這類微觀量子基準(zhǔn)，包括 1960 年用氪 86 原子的特定能級(jí)躍遷所定義的米、1967 年用銫 133 原子特定能級(jí)躍遷所定義的秒等，提高了SI基本單位實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性。但是他們?nèi)耘c某種原子的特定量子躍遷過(guò)程有關(guān)，因而尚不具備普適性。顯然，最好的方案莫過(guò)于用基本物理常量 (普適常量)來(lái)定義計(jì)量單位。例如，1983年將米定義為光在真空中在1 /299792458秒的時(shí)間間隔內(nèi)所行進(jìn)的長(zhǎng)度，即認(rèn)為真空中光速作為一個(gè)定義值恒為299792458米/秒(約為 30 萬(wàn)公里/秒)；而長(zhǎng)度事實(shí)上變成了時(shí)間(頻率)的導(dǎo)出量。這種定義通過(guò)不變的光速給出了空間和時(shí)間的聯(lián)系，使得新定義的米只依賴于目前測(cè)量不確定度最小(10－15量級(jí))的頻率，從而具有準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、可靠性和普適性。
