标题建议: “千克”新定义:国际单位制(SI)迈入量子化时代,未来测量将更精准、可靠
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不久前,第26届国际计量大会(CGPM)经包括中国在内的53个成员全票表决,通过了关于“修订国际单位制(SI)”的1号决议。这一决议的通过标志着国际测量体系的7个基本单位有史以来第一次全部建立在不变的常数上,从而确保了SI的长期稳定性和环宇通用性。不少专家指出,这一SI修订是科学进步的又一座里程碑。
对于“1千克到底多重?”这个问题,许多人可能会觉得困惑,但问题背后隐藏着的是关于千克定义的深远历史。自1889年以来,科学家们一直将一个直径与高度都为39毫米的铂铱合金圆柱体作为1千克的标准重量,即所谓的“国际千克原器”(IPK)。然而,随着科技的发展,这一实物原器已经不能满足测量准确度的需求。
此次决议中,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个国际单位制(SI)基本单位的定义将改由常数定义,并于2019年5月20日起正式生效。这意味着用不变的常数替代了主观标准,使得全球测量体系更加稳固和可靠。
国际单位制(SI)的起源可以追溯到1875年,当时17国签署《米制公约》,正式同意推行统一的国际测量体系。SI由7个基本单位以及许多导出单位组成,这些基本单位在全球范围内都是可比的、一致的。
此次SI的修订,用基本常数作为人们认识和定义质量、时间等自然界基本概念的基础,意味着我们在深化科学认知、推动技术进步、解决许多社会重大挑战方面的基础更加坚实了。虽然大多数人可能不会看到太大变化,但这好比给房子换了更为坚固的地基,使其变得更加耐久。
此次修订中,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。这种用自然界恒定不变的“常数”替代了实物原器,确保了SI的长期稳定性、客观通用性和全范围准确性。
中国计量科学研究院院长方向表示,此次修订将使质量基本单位更加稳定,量值传递更加可靠。中国计量界将紧紧抓住这一历史性机遇,加强面向国家战略需求的计量基础研究、前沿性研究,制定量子化时代的中国计量发展新规划,加快构建国家现代先进测量体系。
随着这一变革的落地,教科书也将迎来新的知识体系。这不仅向每个学生提出挑战,更是对每位老师教学方法的挑战。未来,我们将见证一个更加精准、可靠的测量时代的到来。
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