此新聞一出，國際單位制SI迎來歷史性變革。

然鵝，我們是否該歡呼雀躍，慶祝這歷史性的一刻，答案是肯定的，對于千克（kg）單位，我們回顧下它的輝煌歷程。

1889年召開的第1屆國際計量大會上通過了鉑銥合金砝碼定義千克的決議。之所以用這個砝碼來定義質(zhì)量的單位千克，是因為科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鉑銥合金（90%鉑+10%銥）相對于其他的合金材料密度大且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

質(zhì)量千克的量值，是用保存在國際計量局的一個砝碼來確定的——國際千克原器（Internationalprototype of kilogram，IPK）或者“大K”。大K被安放在法國巴黎郊區(qū)的一個保險箱里，與世隔絕而且一直受到嚴(yán)密的監(jiān)控。同時，大K在各國還有很多復(fù)制品，每隔40年，人們都會將大K和復(fù)制品進行比對，以確定全世界的重量處于同一個系統(tǒng)。

圖：國際千克原器

(圖片來源：國際計量局)

 由此它經(jīng)歷了長達129年的服役，于2018年的11月16日，在新一屆國際計量大會上，科學(xué)家們通過投票，正式讓國際千克原器退役，改以普朗克常數(shù)（符號是h）作為新標(biāo)準(zhǔn)來重新定義“千克”。

此時國際千克原器的退役，是否是民之所向，或者說，這一重大改革是否與我們有著重大的關(guān)聯(lián)！或許你在明早起身去往菜場，賣菜阿姨的電子秤并未發(fā)生任何變化，或許你在剛剛大吃一頓之后，那無法直視的電子體重秤的數(shù)字毫不留情的又上升了一個數(shù)字，或許你正在籌備結(jié)婚的訂婚戒指，那鉆戒上的克拉戒并沒有發(fā)生任何的變化（依舊那樣貴）。。。。。。是的，這些貌似與我們的生活并沒有特別大的改變，所以我們是否仍然需要關(guān)心是千克kg還是普朗克常數(shù)h。事實證明，我們非常需要，因為多讀點書，總是好的?。ㄎ恼伦詈笥胁实芭叮?/font>

在我們生活之外的未知領(lǐng)域的計量學(xué)家們經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)：在1889年進行千克定義時，國際計量局共制作了7個鉑銥合金千克砝碼，其中里之前千克定義量值最近的一個，用于質(zhì)量單位千克的定義，即國際千克原器。而其他6個采用同種材料、同種工藝制作的砝碼，則作為副基準(zhǔn)，用于檢查彼此之間是否存在隨時間變化的漂移。從1889年千克定義到今天，國際千克原器與6個副基準(zhǔn)之間的量值比對試驗共進行了4次，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，6個副基準(zhǔn)的平均量值相對于國際千克原器，在100多年的時間里變化了約50微克，即相對于1千克變化了約千克。但是測定該變化量的前提是假定國際千克原器的量值是絕對穩(wěn)定的（定義），因此，是進行的相對測量。而對千克的絕對量變化，既無法測量，也無人知曉。從這一點上來講，千克基于國際千克原器質(zhì)量的定義不是“forall time”，因為千克的實際量值可能已經(jīng)隨時間發(fā)生了變化。 

圖：國際千克原器與6個復(fù)制品比對結(jié)果

（橫坐標(biāo)為比對年份，縱坐標(biāo)為砝碼質(zhì)量差值[微克]）

應(yīng)特別注意7個SI基本單位的定義之間并不是彼此獨立的，千克量值的不穩(wěn)定性，還會影響SI其他基本單位的量值。例如，在上述的基本單位定義中，電流單位安培的定義用到了導(dǎo)出單位牛頓，而牛頓這個單位中就包含質(zhì)量單位千克。再例如，摩爾的定義中也用到了千克?，F(xiàn)有的千克量值基準(zhǔn)存在的緩慢變化，雖然說現(xiàn)階段還不足以影響人們的日常生活，但其長期積累的效應(yīng)，無疑會影響國際計量制體系的穩(wěn)定性，并且會對精密科學(xué)研究產(chǎn)生不良影響。

這是一個計量學(xué)的問題，Change or not，that’s a question。因為基本單位最重要的一個原則是：For all people, for alltime——不因使用者也不因使用時間的改變而改變。目前的大K根本無法滿足這兩條要求。因此，人們一直在思考如何對其進行新的定義。

所以普朗克常數(shù)（符號是h）粉末登場，掌聲在哪里，鮮花在哪里，觀眾在哪里。。。。。。，我們先來認識認識普朗克常數(shù)。

普朗克常數(shù)（記為h）是量子力學(xué)中用來計算光子能量的一個常數(shù)，它由著名科學(xué)家馬克斯·普朗克提出。普朗克在1900年研究物體熱輻射的規(guī)律時發(fā)現(xiàn)，只有假定電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的，而是一份一份地進行的，計算的結(jié)果才能和實驗結(jié)果相符。這樣的一份能量叫做能量子，每1份能量子等于普朗克常數(shù)乘以輻射電磁波的頻率，即E = hv。普朗克常數(shù)的數(shù)值是6.62607015 x 10-34，單位是J.s   （焦耳*秒）。

那么，怎么根據(jù)普朗克常數(shù)來定義千克呢？

這里就要從它的單位入手。可以看到，普朗克常數(shù)的單位是焦耳每秒。而焦耳本身則是一個導(dǎo)出單位，它的定義是1牛頓的力使物體在力作用的方向上移動1米時所做的功，我們已經(jīng)知道，牛頓的定義是使1kg的物體有1m/s2的加速度。因此，1焦耳也可以寫成kg?m2?s-2，于是普朗克常數(shù)的單位也就可以寫成kg?m2?s?1。至此，普朗克常數(shù)便同kg這一基本單位發(fā)生了關(guān)聯(lián)，我們也就可以根據(jù)它來精確定義千克。（是不是又漲知識了呢罒ω罒）

采用了新定義后的好處是什么？

基于基本物理常數(shù)重新定義SI的上述基本單位，最重要的進步，是使得基本單位的量值具有了長期穩(wěn)定性。至少，目前已有的科學(xué)試驗并未發(fā)現(xiàn)基本物理常數(shù)在宇宙形成后曾發(fā)生過顯著變化，即便有微小的變化，這種變化在人類存在的歷史中也完全可以忽略不計?；诨疚锢沓?shù)定義SI的基本單位，就是要使對基本單位量值的復(fù)現(xiàn)變得不再受時間、地點以及環(huán)境的限制。打個比方，質(zhì)量的單位千克采用普朗克常數(shù)重新定義后，我國若建立了達到國際先進水平的聯(lián)系普朗克常數(shù)與砝碼質(zhì)量的精密測量試驗裝置，那么，我們國家的千克標(biāo)準(zhǔn)砝碼，就不需要再送到國際計量局去進行校準(zhǔn)了。不僅如此，原則上我們的裝置測量準(zhǔn)確性得到公認的話，還能為其他國家提供校準(zhǔn)的服務(wù)。

（彩蛋來咯。。。）

這次基本單位修訂會對人們生活有什么影響嗎？

本次SI基本單位修正的基本原則，是保證基本單位量值的連貫性，即保證新的定義對人們生活產(chǎn)生的影響最小。應(yīng)該說，本次SI基本單位定義的修訂，是過去幾十年來大量科技人員努力奮斗的結(jié)果。在此之前，物理學(xué)家、計量學(xué)家等在共同努力希望做得更好一件事情，就是將這些用于SI基本單位定義的基本物理常數(shù)的量值測準(zhǔn)。而在此測量過程中，必須保證所使用的相關(guān)基準(zhǔn)能夠完全溯源到現(xiàn)有的SI基本單位定義上。例如，測量普朗克常數(shù)所使用的砝碼，必須要能溯源到國際千克原器上。這樣做的目的，就是保證在重新定義后，SI基本單位的量值在新、舊定義中是連續(xù)的，不會發(fā)生跳變。簡單地說，本次SI基本單位制的修訂，不會對人們的基本生活產(chǎn)生影響。

唉，所以還是需要多多掙錢，才不會在在菜場“斤斤計較”，多多運動，才可以魔鬼身材加垂涎美食，好好生活，才會幸福美滿哦！
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