[科普中國]-重量單位竟然還能變化！——“千克”被重新定義

常用的質量單位“千克”，與我們生活息息相關，是人們再熟悉不過的了。但如今，“千克”這一單位要被重新定義了。

為什么要重新定義“千克”？

根據(jù)現(xiàn)行定義，1千克等于國際計量局保存的國際千克原器（IPK）的質量。國際千克原器是一塊高爾夫球大小的鉑銥合金圓柱體，別名“大K”。但國際計量局數(shù)據(jù)顯示，“大K” 服役近130年之后，其質量與各國保存的質量基準、國際計量局官方作證基準出現(xiàn)了約50微克的偏差。

鑒于實物本身的不穩(wěn)定性，國際計量界一直致力于建立一個不依賴于實物原器的測量體系。20世紀以來，科學家測量了許多自然界基本常數(shù)，如光速和普朗克常數(shù)，準確度有極大的提高。他們發(fā)現(xiàn)這些常數(shù)比實物更加穩(wěn)定，不會輕易發(fā)生變化，至少比實物穩(wěn)定一百萬倍。

在2018年11月16日舉行的第二十六屆國際計量大會上，經包括我國在內的53個成員國集體表決，全票通過了關于“修訂國際單位制（SI）”的決議。未來，千克將以符號為h的普朗克常數(shù)定義，質量基本單位將會更加穩(wěn)定，量值傳遞更加可靠。不用再擔心國際千克原器“大K”的質量發(fā)生變化，更不必擔心它如果丟失、損壞，可能給全球質量量值統(tǒng)一帶來災難。

未來，新的計量單位的復現(xiàn)將不再依賴“大K”。在新定義下，它取決于實驗方法。就我國來說，目前中國計量科學研究院已獨立建立了基于新定義的千克復現(xiàn)裝置，預計將于2019年獲得等效的千克定義量值。并且，中國計量科學研究院還成功研制了真空質量測量和質量標準傳遞裝置，可以保障未來我國質量量值與國際等效一致。

以普朗克常數(shù)重新定義的千克有什么意義呢？

“千克”國際單位的重新定義，達到了全范圍準確性，為科學發(fā)現(xiàn)和技術創(chuàng)新提供了新的機遇，能催生新的測量原理、測量方法和測量儀器，譬如，集多參量、高精度為一體的芯片級綜合測量，不受環(huán)境干擾、無需校準的實時測量，眾多物理量、化學量和生物量的極限測量等將成為可能，測量儀器儀表形態(tài)也將全面創(chuàng)新。

那么，千克的“變化”是否會對我們的日常生活，如買菜、稱體重等產生影響呢？答案是不會。因為千克雖重新定義，但仍以現(xiàn)有千克量值為標準，兩者可實現(xiàn)無縫連接，兩種定義下的質量單位量值能保證連續(xù)性。

科技的發(fā)展使我們了解的世界更加廣闊，同時，我們的認知也在不斷發(fā)展，促進著社會進步。

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