什么是SI?為什么要修訂？修訂后會(huì)有什么影響？

你知道什么是SI嗎？為什么要修訂？修訂后會(huì)有什么影響？

國(guó)際單位制(SI)是全球一致認(rèn)可的測(cè)量體系。它的起源可以追溯至1875年——17國(guó)簽署《米制公約》并正式同意推行統(tǒng)一的國(guó)際測(cè)量體系。

SI由7個(gè)基本單位以及許多導(dǎo)出單位組成。SI單位可以表示任何領(lǐng)域的測(cè)量結(jié)果，如物體的物理尺寸、溫度和時(shí)間等。無論是米還是秒，國(guó)際單位制必須確保所有日常使用的測(cè)量單位，在全球范圍內(nèi)都是可比的、一致的。時(shí)間的測(cè)量相差零點(diǎn)幾秒，也許不會(huì)影響意大利面的烹調(diào)口感，但對(duì)于誰贏得了奧運(yùn)會(huì)的百米短跑冠軍或股票市場(chǎng)交易卻是非常重要的。

建立測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，不僅使測(cè)量結(jié)果具有一致性和準(zhǔn)確性，還可以幫助社會(huì)建立信任。舉例來說，我們每天都在使用“千克”。對(duì)“千克”定義后，我們就能知道商店所售食品的重量是多少，從而相信商店沒有缺秤少量。

為什么要修訂SI?

自啟蒙時(shí)代起，國(guó)際測(cè)量界就致力于建立一個(gè)“全球通用”的測(cè)量系統(tǒng)。最早的時(shí)候，測(cè)量單位是基于實(shí)物或物質(zhì)的特性來定義的。比如，“米”最早就是用一根剛好1米長(zhǎng)的金屬棒定義的;1889年工業(yè)革命時(shí)期，千克的定義是由物理實(shí)物來確定的，是一個(gè)鉑銥合金圓柱體。

但是，這些實(shí)物會(huì)隨時(shí)間推移或環(huán)境改變而變化，不能滿足當(dāng)今科學(xué)研究與技術(shù)應(yīng)用對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的需要。上世紀(jì)以來，科學(xué)家們測(cè)量了自然界的基本常數(shù)，如光速和普朗克常數(shù)，準(zhǔn)確度越來越高。他們發(fā)現(xiàn)了這些常數(shù)比實(shí)物更加穩(wěn)定，并將這些常數(shù)的數(shù)值固定下來。這些自然常數(shù)不會(huì)發(fā)生變化，至少比實(shí)物穩(wěn)定一百萬倍。

千克也是SI單位制中最后一個(gè)仍由實(shí)物來定義的基本單位，千克原器的穩(wěn)定性一直頗受關(guān)注。近年來，用物理常數(shù)重新定義千克的呼聲也越來越多。

2019年5月20日，SI的新定義將正式生效。此后，將有哪些變化呢?

國(guó)際千克原器——退出歷史舞臺(tái)，它將不再出現(xiàn)于任何物理公式中。這件為世界科技服役近130年的實(shí)物原器將繼續(xù)以原有狀態(tài)保存在法國(guó)塞夫勒的布勒特伊宮地下保險(xiǎn)箱內(nèi)，為新定義相關(guān)研究和國(guó)際比對(duì)發(fā)揮“余熱”。

4個(gè)基本單位重新定義——千克 用普朗克常數(shù)(h)定義;安培 用電子電荷(e)定義;開爾文 用玻爾茲曼常數(shù)(k)定義;摩爾 用阿伏伽德羅常數(shù)(NA)定義。

SI的其他3個(gè)單位——秒(s)、米(m)和坎德拉(cd)的定義將保持不變，但是定義的表達(dá)方式會(huì)有一定改變，以與千克(kg)、安培(A)、開爾文(K)和摩爾(mol)的新定義的表達(dá)方式保持一致。

其它22個(gè)具有特殊名稱和符號(hào)的導(dǎo)出單位——在修訂后的SI中，它們將保持不變。

SI修訂對(duì)實(shí)踐的影響——從表面上看，看似沒有太大變化。這好比你給房子換了一個(gè)更堅(jiān)固的地基，從表面上是不可能看到任何變化的，但它可能已經(jīng)發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的變化，房子更加耐用了。這些變化是為了保證SI單位制將經(jīng)受住時(shí)間的考驗(yàn)，不管未來技術(shù)如何發(fā)展，其定義將始終保持不變。

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（責(zé)任編輯：gx）

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