11月(yue)16日(ri)，第26屆國際(ji)計量大(da)會(CGPM)經包括中(zhong)國在(zai)內(nei)的(de)各成員國表決(jue)(jue)，全票通過(guo)了關于(yu)“修(xiu)訂國際(ji)單(dan)位制(SI)”的(de)1號決(jue)(jue)議(yi)。根據決(jue)(jue)議(yi)，千克(ke)、安培、開爾文和摩爾等4個SI基本(ben)單(dan)位的(de)定義將改由常(chang)數定義，于(yu)2019年5月(yue)20日(ri)起(qi)正式生(sheng)效。國際(ji)單(dan)位制SI迎來(lai)歷史(shi)性變革。
此(ci)次(ci)SI的(de)修訂(ding)，具體變化就是，千(qian)克(kg)、安培(pei)(A)、開爾文(wen)(K)和(he)摩爾(mol)將(jiang)重新定義。這4個基本單位(wei)，千(qian)克將(jiang)用(yong)普朗克常(chang)數(shu)(shu)(h)定義;安培(pei)將(jiang)用(yong)電子電荷(e)定義;開爾文(wen)將(jiang)用(yong)玻爾茲曼常(chang)數(shu)(shu)(k)定義;摩爾將(jiang)用(yong)阿(a)伏伽德羅常(chang)數(shu)(shu)(NA)定義。
這是(shi)國(guo)際(ji)測量體系有史(shi)以(yi)(yi)來第一(yi)次全部建立(li)在不變的常數上，保證了(le)(le)SI的長期穩定性和(he)環宇通(tong)用性。就像1967年(nian)秒定義的修訂(ding)使我們在今天擁有了(le)(le)GPS和(he)互聯網(wang)技(ji)術一(yi)樣，新SI將在未來對科學(xue)、技(ji)術、貿易、健康、環境(jing)以(yi)(yi)及更多領域(yu)產(chan)生深遠影響。可以(yi)(yi)說，SI的修訂(ding)是(shi)科學(xue)進步(bu)的一(yi)座里程碑。
SI修訂的影響
國際單位制(SI)是全球一致認(ren)可的測(ce)量體(ti)系。其(qi)起源(yuan)可以(yi)追(zhui)溯(su)至1875年——17國簽署《米制公約》并(bing)正(zheng)式同意推行統一的國際測(ce)量體(ti)系。
SI由7個基本單位以及許多(duo)導出(chu)單位組成。SI單位可以表(biao)示任何領域的(de)(de)測(ce)量結果(guo)，如(ru)物體的(de)(de)物理尺寸(cun)、溫度和(he)時(shi)間(jian)等。
無論是(shi)米還是(shi)秒，國際單位制必須確保所有日常(chang)使用的測量單位，在全球范(fan)圍(wei)內(nei)都是(shi)可比的、一(yi)致(zhi)的。時間的測量相差零點幾秒鐘，也許不會影響烹(peng)調口感，但對于誰贏得了(le)奧運(yun)會的百米短(duan)跑(pao)冠軍(jun)或高頻的股(gu)票(piao)市場交易卻是(shi)非常(chang)重要的。
“‘米制’在創立時的(de)愿(yuan)景即是‘為(wei)全人類所用(yong)，在任何(he)時代(dai)適用(yong)’。其初衷是用(yong)一種全球一致的(de)‘常數(shu)’而非某種主觀的(de)標準來定義單(dan)位，而這一點(dian)隨著SI的(de)修訂真(zhen)正成為(wei)了現實。”國際計量委(wei)員(yuan)會主席白瑞·英格里斯表示。
那么(me)，此次SI的修(xiu)訂，具體(ti)發生了哪些(xie)變化呢(ni)?那就(jiu)是，千(qian)克(kg)、安(an)培(A)、開(kai)爾文(K)和摩爾(mol)將(jiang)重(zhong)新(xin)定(ding)義(yi)。這4個基本單位，千(qian)克將(jiang)用(yong)(yong)普朗克常(chang)數(h)定(ding)義(yi);安(an)培將(jiang)用(yong)(yong)電子電荷(he)(e)定(ding)義(yi);開(kai)爾文將(jiang)用(yong)(yong)玻爾茲曼常(chang)數(k)定(ding)義(yi);摩爾將(jiang)用(yong)(yong)阿伏伽德羅常(chang)數(NA)定(ding)義(yi)。
實(shi)物原器退出歷史舞臺
隨著(zhu)SI修(xiu)訂的生效(xiao)，世(shi)界上最重要的一塊鉑銥合金圓柱(zhu)體——國(guo)(guo)際千(qian)克(ke)原器(IPK)將(jiang)成為千(qian)克(ke)定義的歷(li)史。這件為世(shi)界科技服役近130年的實物原器，將(jiang)繼續完(wan)美保存(cun)，為新定義的相關研(yan)究和國(guo)(guo)際比對發揮“余熱”。
據中國計(ji)量(liang)院從事質(zhi)量(liang)新定義(yi)研(yan)究的(de)李正坤研(yan)究員介紹(shao)，“用基本物理常(chang)(chang)數普朗克(ke)常(chang)(chang)數h重(zhong)新定義(yi)千克(ke)后，質(zhi)量(liang)基本單位更(geng)加(jia)穩定，量(liang)值傳(chuan)遞更(geng)加(jia)可靠(kao)，我們不(bu)必再考(kao)慮IPK質(zhi)量(liang)是(shi)否發生變(bian)化，更(geng)不(bu)必擔心(xin)IPK丟失、損壞可能(neng)給全球質(zhi)量(liang)量(liang)值統一帶(dai)來(lai)的(de)毀滅性災難。”。
“基于新(xin)定義的千(qian)克(ke)可以在極(ji)大、極(ji)小值的全范圍內，保持(chi)相同的不確定度。”國際計量(liang)委員會(hui)副主(zhu)(zhu)席、單位制咨(zi)詢委主(zhu)(zhu)席約阿希姆·烏爾里希表示，“這對于科學研究和工業應用(yong)而言都(dou)非常重(zhong)要。”
中國(guo)對國(guo)際單位(wei)制修訂(ding)的貢獻
早在20世紀(ji)中(zhong)葉，隨著(zhu)量(liang)(liang)(liang)子技術的發展(zhan)，人類(lei)對(dui)各種(zhong)物理量(liang)(liang)(liang)的測量(liang)(liang)(liang)準確(que)度得到(dao)了極(ji)大的提高，時間、長度的SI單位(wei)先后經歷了修訂。2005年，國際計量(liang)(liang)(liang)委(wei)員起(qi)草了關于采用基(ji)本物理常數重(zhong)新定義部分SI基(ji)本單位(wei)的框架草案，建議采用普朗克(ke)常數定義千克(ke)等(deng)，并鼓(gu)勵(li)有能力(li)的國家級實驗室開展(zhan)相關研究工作。
另據(ju)國(guo)(guo)(guo)際(ji)計量(liang)(liang)局官方聲明顯示，國(guo)(guo)(guo)際(ji)計量(liang)(liang)局將在千(qian)克(ke)重新(xin)定義(yi)后繼(ji)續開(kai)展關于千(qian)克(ke)復現基(ji)準方法的(de)國(guo)(guo)(guo)際(ji)比對，并得出千(qian)克(ke)的(de)國(guo)(guo)(guo)際(ji)“共識值”，各(ge)成員國(guo)(guo)(guo)應據(ju)此開(kai)展量(liang)(liang)值傳遞。據(ju)悉，中國(guo)(guo)(guo)計量(liang)(liang)院已獨立(li)建立(li)了基(ji)于新(xin)定義(yi)的(de)千(qian)克(ke)復現裝置(zhi)，其不(bu)確定度將達到與“共識值”相當的(de)水平(ping)，以(yi)保障未來我國(guo)(guo)(guo)質(zhi)量(liang)(liang)量(liang)(liang)值與國(guo)(guo)(guo)際(ji)等(deng)效一致。
市場監(jian)管總局(ju)有關負(fu)責人表示，中國(guo)(guo)(guo)計(ji)(ji)量(liang)界將緊(jin)緊(jin)抓住這次(ci)國(guo)(guo)(guo)際計(ji)(ji)量(liang)變革的(de)重大機遇(yu)，加強(qiang)面(mian)向國(guo)(guo)(guo)家(jia)戰略(lve)需求(qiu)的(de)計(ji)(ji)量(liang)基礎研(yan)究(jiu)、前沿性研(yan)究(jiu)，制定量(liang)子化時代(dai)的(de)中國(guo)(guo)(guo)計(ji)(ji)量(liang)發(fa)展戰略(lve)，加快構建國(guo)(guo)(guo)家(jia)現代(dai)先進測量(liang)體系(xi)，為建設(she)制造強(qiang)國(guo)(guo)(guo)、質量(liang)強(qiang)國(guo)(guo)(guo)提供強(qiang)有力(li)的(de)支撐(cheng)和保障，更好地發(fa)揮計(ji)(ji)量(liang)對提升(sheng)國(guo)(guo)(guo)家(jia)核心競爭力(li)的(de)重要(yao)作用。
