国际单位制的计量单位

大筒木羽村2022-07-05  32

新华社北京12月11日电“公斤已死,但公斤永存。”11日,国家市场监督管理总局召开国际单位重大变化新闻发布会。随着国际单位制迎来重大变革,我国将从明年5月20日起开始使用新修订的国际单位制。届时,“千克”将不再依赖于实物,测量将更加方便准确,其误差将可以忽略不计。

一个多世纪以来,国际基准质量单位一直由一个高尔夫球大小的铂铱合金圆柱体来定义。这个圆筒的学名是“国际千克原型”,被人们亲切地称为“大K”,1889年第一届国际计量大会赋予了它最初的地位。

根据国际计量局的数据,在过去的130年里,国际千克原型的质量与各国保存的质量标准和国际计量局的官方见证标准的一致性在50微克左右。然而,国际千克原型的质量是否发生了变化,变化了多少,仍然是一个谜。

根据第26届国际计量大会的决定,到明年5月20日,“国际千克原型”将正式退役,取而代之的是符号为h的普朗克常数,经过世界各国计量院多年的研究,国际计量体系将在历史上首次以恒定的自然常数为基础。至此,国际计量单位制的七个基本单位全部由常数定义,这是改变国际单位制采用物理计量的历史性变革。

“可以想象,我们今天在北京重现的规模将与我们的后代在火星上重现的规模相同。”按照中国计量科学研究院院长的方向,用常数重新定义千克后,质量单位会更稳定。我们不用担心国际千克原型质量漂移可能给全球质量值统一带来的问题。

说明:对大多数人来说,国际单位制是“不变的”。对于普通用户、工业人士和大部分科研人员来说,新的定义不会对他们产生影响,他们的测量结果仍然是连续的。事实上,所有用于重新定义基本单位的“常数”都经过了精确的测量和严格的验证,从而保证了新单位的大小“不变”。

国家市场监督管理总局计量司司长谢军说,从表面上看,人们可能感觉不到变化,就像我们把房子换成了更牢固的地基,不会直接影响我们的日常生活,但实际上已经发生了“脱胎换骨”的变化。

谢军表示,无处不在的精确计量将直接促进市场公平交易,实现精准医疗,提高环保节能等。我们将能够在我们的生产和生活中直接应用最精确的“尺度”。

比如我们目前所依赖的测量模式,即实物基准逐级传递,将彻底解决耗时耗力、效率低下、误差放大的问题。无环境干扰、无需校准的实时测量将使许多物理量、化学量、生物量的极限测量成为可能,测量仪器的形态将全面革新,这将引发仪器行业的颠覆性创新。

国际单位制的全方位准确性为科学发现和技术创新提供了新的机会。由于测量精度更高,我们将能够测量极高和极低温度的微小变化,从而更准确地监测核反应堆和航天器表面的温度变化;在生物医学领域,我们可以精确测量单个细胞中某种物质的含量,并根据患者的实际需要做出更准确的药物剂量。

谢军介绍,中国国际公认的校准测量能力已跃居世界第三、亚洲第一。我国自主建立了基于新定义的千克复现装置,并成功研制了真空质量计量和质量标准传输装置,可以保证未来我国的质量值与国际等效一致。为了抓住这次改革带来的历史性机遇,中国将加强计量量化策略的研究,制定新的量化时代中国计量发展规划。

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