【1千克是一斤吗】“公斤”有多重，会有新的定义。

资料来源：经济日报

不久前，第26届国际计量大会(CGPM)经过包括中国在内的53个会员表决，一致通过了关于“修改国际单位制(SI)”的1号决议。由此，国际测量体系的7个基本单位首次建立在不变常数上，保证了SI的长期稳定性和循环宇共同性。很多专家说，修改SI是科学进步的另一个里程碑。

一公斤到底有多重？很多人听到这个问题时会感到迷茫，1公斤不就是1公斤吗？但是问题又来了，一公斤又重吗？

事实上，公斤的定义可以追溯到128年前。科学家们使用直径和高度均为39毫米的铂铱合金圆柱体作为1公斤的标准重量，即“国际公斤元气(IPK)”。它存放在法国的国际计量局。

根据第二十六届国际计量大会最新决议，质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”、物质量单位“摩尔”四个国际单位制(SI)基本单位的定义被定义为常数，将于2019年5月20日正式生效。

用不变的常数代替主观

国际单位制(SI)是全球一致认可的测量体系。其起源可以追溯到1875年——17个国家签署了《米制公约》，正式同意实施统一的国际测量体系。

SI由7个基本单位和千克开尔文安培摩尔以外的许多导出单位组成，包括秒米、光度单位坎德拉等。(“千克”、“开尔文”、“安培”、“摩尔”、“秒”、“米”、“坎德拉”)。SI必须确保每天使用的所有度量在全球范围内是可比较的和一致的。时差相差零点几秒左右，可能不会影响烹饪口感，但对奥运会上夺得百米短跑冠军的人来说尤为重要。

“‘米制’创立之初的愿景是“为全人类使用，适用于任何时代”。初衷不是以什么主观标准，而是以全球一致的“常数”来定义单位，这随着SI的修订成为了现实。”国际计量委员会委员长巴里英格瑞说。

正如国际计量局局长马丁米尔顿在声明中所说，这次SI修订意味着，通过使用基本常数作为认识和界定质量、时间等自然界基本概念的基础，加深科学认识，促进技术进步，解决许多社会的重大挑战，基础更加坚实。(威廉莎士比亚，温斯顿，科学)。从表面上看，大多数人不会看到太大的变化。

“这就像是你把房子换成了更坚固的地基，表面上看不到任何变化，但实际上让房子住得更久。(威廉莎士比亚。哈姆雷特。)马丁米尔顿(Martin Milton)说：“就像1967年原子特性修订之初的定义一样，在——修订开始时，人们不知道它能在哪里使用，但现在基于原子钟的计时技术成为了互联网、移动通信、卫星导航等技术的基础。”新的SI也是如此。未来将对科学、贸易、健康等更多领域产生重大影响。" "

实物元气退出历史舞台

根据此次SI修订，千克定义为普朗克常数(H)，安培定义为电子电荷(E)，开尔文定义为玻尔兹曼常数(K)，摩尔定义为阿波加德罗常数(NA)。

根据中国计量科学研究院院长的方向，新定义将实物元气替换为自然界的一定常数，以保证SI的长期稳定性。(威廉莎士比亚，Northern Exposure(美国电视剧))“正义常数”不受时空和人为因素的限制，保证了SI的客观共性。新定义可以在任何范围内再现，从而确保SI的整个范围的准确性。新的定义不受再现方法的限制，保证了国际单位制未来的适用性。

最初，测量单位是根据实物或物质的特性定义的。但是如果以实物为标准，总会出现问题。这种实物随时或环境发生变化，不能满足对测量精度的需求。

以用来定义千克的钚合金圆柱体为例，据说“有——，因为它的特性总是由于难以控制的物理和化学过程而缓慢变化，所以其保存量也会有所不同”。(莎士比亚，温斯顿。)。“中国工程院院士、中国计量院首席研究员张宗华指出。另外，根据国际计量局数据，100年来各国保存的质量标准和国际千克原机的一致性都发生了约0.05毫克的变化。

早在20世纪中叶，随着量子技术的发展，人类对各种物理量的测量精度大大提高，时间和长度的SI单位相继修订。2005年，国际计量委员会起草了使用基本物理常数重新定义部分SI基本单位的框架草案，建议使用普朗克常数定义千克等，并鼓励有能力的国家级实验室进行相关研究。

SI修订生效后，国际公斤元气将成为公斤定义的历史。为世界科学技术服役近130年的这款实物原机将继续完美地保存下来，为新定义的相关研究和国际比较发挥“余热”。

“用基本物理常数普朗克常数H重新定义千克后，质量基本单位更加稳定，测量传递更加稳定，我们不再需要担心IPK质量是否发生变化，IPK丢失、损坏可能给全球质量量统一带来的灾难。”中国计量院研究员李正坤说。

中国计量进入量子化时代

那么，国际单位制的变化会对我们的生活产生什么影响呢？“重新定义将诞生新的测量原理、测量方法和测量仪器。例如，多参数、高精度集成芯片水平综合测量、无需从环境干涉中校正的实时测量、大量物理量、化学量、生物量的极限测量等都将成为可能，测量仪器形态也将全面革新。”市场监督总局计量司主任谢军说。

沙军对记者说，1号决议实施后，通过嵌入芯片级双边计量标准，可以直接将最高测量精度赋予制造设备，保持长期稳定，从而实现对产品制造全过程更准确、更稳定的认识和最佳控制，有力地支撑了过程

再造、节能减排和质量提升等，助推当前世界范围内正在进行的新一轮以信息技术、大数据和人工智能为特征的科技革命发展。

我国获得国际互认的校准和测量能力已跃居全球第三、亚洲第一。在这次国际计量单位制重大变革中，作为国家计量院的中国计量科学研究院就利用声学法和噪声法两种方法测得了玻尔兹曼常数，为基本单位“开尔文”的修订作出了重要贡献。

国际计量局官方声明显示，在千克重新定义后，国际计量局将继续开展关于千克复现基准方法的国际比对，并得出千克的国际“共识值”，各成员国应据此开展量值传递。目前，中国计量院已独立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测量和质量标准传递装置，其不确定度将达到与“共识值”相当的水平，以保障未来我国质量量值与国际等效一致。

谢军表示，中国计量界将紧紧抓住这次变革带来的历史性机遇，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（2020年-2035年），加快构建国家现代先进测量体系。

至于最先落地的，应该是教科书。方向说，这需要重构物理、化学相关科学知识体系。“新的国际单位制比原有的要更加抽象，我们基本上可以采用一个新的坐标系来阐述整个世界。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。”方向说。（记者 郭静原）