自法国大革命以来最伟大的度量衡革命

2018年11月16日,在法国凡尔赛举行了第26届国际度量衡大会。会上,该组织的60个成员国进行了历史性的投票,通过了将国际单位制(SI)7个基本单位中的4个,即千克、安培、开尔文、摩尔,重新以自然界基础常数进行定义,该定义于5月20日当日生效。

诺贝尔奖得主菲利普斯称此次更改是“自法国大革命以来最伟大的度量衡革命”。新定义生效之后,将有更稳定的量测基准,并可用更精确的仪器进行量测。

众所周知,在18世纪之前,全世界没有通用的单位标准。直至1795年,由法国率先以律法的基础定义了公制,并且在1799年制作了铂金米及铂铱公斤原器。当时一米的定义是通过巴黎的子午线上从地球赤道到北极点距离的1千万分之一,这一直沿用到1960年,才改成了以氪原子在真空中的能阶跃迁波长来定义米。1983年,国际度量衡大会考虑氪原子不易取得而改用了光速定义米,最终以光在真空中行进1/299,792,458秒的距离定义为1米,这也是SI基本单位的定义首次以一个物理常数为基础。

国际公斤原器

往后渐渐地所有的SI基本单位都以物理常数来定义,并逐项修改,唯有公斤原器仍然存在。2011年,在检查原始国际公斤原器重量时,发现其减少了大约50微克。为了保证质量的定义不随时间或其它因素更动,故该年的国际度量衡大会以全体在场55位代表一致赞成的票数,同意利用物理常数重新定义公斤,并于2014年以瓦特秤实验量测精准的普朗克常数,最终2016年决议将普朗克常数定为6.62607015×10-34kg.m2.s-1,并以此来定义公斤,至此,新的公斤定义改变了,七个基本单位的定义都与物理常数联结,其他导出单位如牛顿、焦耳、帕斯卡等与公斤相关的单位也全部更新,并于20日开始实施。

注:国际单位制(SI)7个基本单位分别是米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉。

参考文献:

1. https://www.youtube.com/watch?v=qA67T7FPBME

2. https://www.bipm.org/en/news/full-stories/2019-05-wmd.html

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