前不久，第26届世界计量大会（CGPM）经包含我国在内的53个成员表决，全票经过了关于“修订世界单位制（SI）”的1号选择。至此，世界测量体系的7个底子单位有史以来第一次悉数建立在不变的常数上，确保了SI的长时间安稳性和环宇通用性。不少专家标明，SI修订是科学前进的又一座里程碑。
1千克终究多重？不少人听到这个问题时，可能会陷入迷茫，1千克不就是1公斤吗？可问题又来了，1公斤又是多重呢？
其实，千克的定义能够追溯到128年从前，科学家们将一个直径与高度都为39毫米的铂铱合金圆柱体作为1千克的规范重量，也就是所谓的“世界千克原器”（IPK）。它被保存在法国的世界计量局中。
而依据第26届世界计量大会的最新选择，质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”、物质的量单位“摩尔”4个世界单位制（SI）底子单位的定义将改由常数定义，于2019年5月20日起正式收效。
用不变的常数替代片面
世界单位制（SI）是全球一起认可的测量体系。它的来源能够追溯至1875年——17国签署《米制条约》，并正式赞同推广一起的世界测量体系。
SI由7个底子单位以及许多导出单位组成，这些底子单位除了“千克”“开尔文”“安培”“摩尔”外，还有“秒”“米”，以及发光强度单位“坎德拉”。SI有必要确保所有日常运用的测量单位，在全球都是可比的、一起的。或许时间上相差零点几秒钟，不会影响烹调口感，但关于谁赢得了奥运会的百米短跑冠军，却是尤为重要的。
“‘米制’在创立之初的愿景便是‘为全人类所用，在任何时代适用’。其初衷是用一种全球一起的‘常数’而非某种片面的规范来定义单位，这一点跟着SI的修订真实成为实际。”世界计量委员会主席白瑞·英格里斯说。
正如世界计量局局长马丁·米尔顿在声明中标明，此次SI的修订，用底子常数作为人们认识和定义质量、时间等自然界底子概念的基础，意味着我们在深化科学认知、推进技术前进、处理许多社会严峻应战方面的基础更加坚实了。尽管从外表而言，大多数人并不会看到太大改动。
“这好比你给房子换了更为巩固的地基，从外表上看不出任何改动，但它其实使房子变得更耐久了。”马丁·米尔顿说，“就像1967年用原子的特性修订秒的定义相同——修订之初，人们并不知道它能够用在哪里，但现在，依据原子钟的计时技术已成为互联网、移动通信和卫星导航等技术的基础。新SI也是这样，它将在未来对科学、交易、健康等更多范畴发生深远影响”。
什物原器退出前史舞台
依据此次SI的修订，4个底子单位中，千克将用普朗克常数（h）定义，安培将用电子电荷（e）定义，开尔文将用玻尔兹曼常数（k）定义，摩尔将用阿伏伽德罗常数（NA）定义。
我国计量科学研讨院院长方向指出，新定义用自然界稳定不变的“常数”替代了什物原器，确保了SI的长时间安稳性；“定义常数”不受时空和人为因素的限制，确保了SI的客观通用性；新定义能够在恣意规划复现，确保了SI的全规划准确性；新定义不受复现方法限制，确保了世界单位制的未来适用性。
起初，测量单位是依据什物或物质的特性来定义的。但以什物作为基准，总会遇到一个问题：这些什物会随时间或环境改动而改动，不能满足对测量准确度的需求。
以用来定义千克的铂铱合金圆柱体为例，“总会有一些不易控制的物理、化学进程导致它的特性发生缓慢改动——因而，它所保存的量值也会有所改动。”我国工程院院士、我国计量院首席研讨员张钟华指出。另据世界计量局数据显现，百年来，各国保存的质量基准与世界千克原器的一起性共发生了约0.05毫克的改动。
早在20世纪中叶，跟着量子技术的开展，人类对各种物理量的测量准确度得到了极大前进，时间、长度的SI单位先后阅历了修订。2005年，世界计量委员会起草了关于选用底子物理常数从头定义部分SI底子单位的结构草案，主张选用普朗克常数定义千克等，并鼓励有才干的国家级实验室打开相关研讨作业。
当SI修订收效，世界千克原器将成为千克定义的前史。这件为世界科技执役近130年的什物原器将持续完美保存，为新定义的相关研讨和世界比对发挥“余热”。
“用底子物理常数普朗克常数h从头定义千克后，质量底子单位更加安稳，量值传递更加牢靠，我们不必再考虑IPK质量是否发生改动，更不必忧虑IPK丢失、损坏可能给全球质量量值一起带来的灾害。”我国计量院研讨员李正坤说。
我国计量迈入量子化时代
那么，世界单位制改造将如何影响我们的日子？“从头定义将催生新的测量原理、测量方法和测量仪器。譬如，集多参量、高精度为一体的芯片级综合测量，不受环境烦扰无需校准的实时测量，很多物理量、化学量和生物量的极限测量等将成为可能，测量仪器仪表形状也将全面立异。”市场监管总局计量司司长谢军说。
谢军告诉记者，1号选择施行后，经过嵌入芯片级量子计量基准，将能够使最高测量精度直接赋予制造设备并坚持长时间安稳，从而完成对产品制造全进程更准确安稳地感知和最佳控制，有力支撑流程再造、节能减排和质量提升等，助推当时世界规划内正在进行的新一轮以信息技术、大数据和人工智能为特征的科技革命开展。
我国获得世界互认的校准和测量才干已跃居全球第三、亚洲第一。在这次世界计量单位制严峻改造中，作为国家计量院的我国计量科学研讨院就运用声学法和噪声法两种方法测得了玻尔兹曼常数，为底子单位“开尔文”的修订作出了重要贡献。
世界计量局官方声明显现，在千克从头定义后，世界计量局将持续打开关于千克复现基准方法的世界比对，并得出千克的世界“一致值”，各成员国应据此打开量值传递。现在，我国计量院已独立建立了依据新定义的千克复现设备，并成功研发了真空质量测量和质量规范传递设备，其不确定度将到达与“一致值”适当的水平，以确保未来我国质量量值与世界等效一起。
谢军标明，我国计量界将紧紧抓住这次改造带来的前史性机遇，加强面向国家战略需求的计量基础研讨、前沿性研讨，制定量子化时代的我国计量开展新规划（2020年-2035年），加速构建国家现代先进测量体系。
至于最先落地的，应该是教科书。方向说，这需求重构物理、化学相关科学知识体系。“新的世界单位制比原有的要更加抽象，我们底子上能够选用一个新的坐标系来论述整个世界。这不仅向每个学生提出应战，更是对每位教师教学方法的应战。”方向说。
