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11月16日，第26屆國際計量大會（CGPM）經(jīng)包括中國在內(nèi)的各成員國表決，全票通過了關(guān)于“修訂國際單位制（SI）”的1號決議。根據(jù)決議，千克、安培、開爾文和摩爾等4個SI基本單位的定義將改由常數(shù)定義，于2019年5月20日起正式生效。
這是國際測量體系有史以來第一次全部建立在不變的常數(shù)上，保證了SI的長期穩(wěn)定性和環(huán)宇通用性。就像1967年秒定義的修訂使我們在今天擁有了GPS和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一樣，新SI將在未來對科學(xué)、技術(shù)、貿(mào)易、健康、環(huán)境以及更多領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。可以說，SI的修訂是科學(xué)進(jìn)步的一座里程碑。
SI修訂的影響
國際單位制（SI）是全球一致認(rèn)可的測量體系。其起源可以追溯至1875年——17國簽署《米制公約》并正式同意推行統(tǒng)一的國際測量體系。
SI由7個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)域的測量結(jié)果，如物體的物理尺寸、溫度和時間等。
無論是米還是秒，國際單位制必須確保所有日常使用的測量單位，在全球范圍內(nèi)都是可比的、一致的。時間的測量相差零點幾秒鐘，也許不會影響烹調(diào)口感，但對于誰贏得了奧運會的百米短跑冠軍或高頻的股票市場交易卻是非常重要的。
“‘米制’在創(chuàng)立時的愿景即是‘為全人類所用，在任何時代適用’。其初衷是用一種全球一致的‘常數(shù)’而非某種主觀的標(biāo)準(zhǔn)來定義單位，而這一點隨著SI的修訂真正成為了現(xiàn)實。”國際計量委員會主席白瑞·英格里斯表示。
正如國際計量局局長馬丁·米爾頓在公開發(fā)表的聲明中所說，此次SI的修訂，用基本常數(shù)作為我們認(rèn)識和定義質(zhì)量、時間等自然界基本概念的基礎(chǔ)，意味著我們在深化科學(xué)認(rèn)知、推動技術(shù)進(jìn)步、解決許多社會重大挑戰(zhàn)方面的基礎(chǔ)更加堅實了。盡管從表面而言，大多數(shù)人并不會看到太大變化。“這好比你給房子換了一個更堅固的地基，從表面上是不可能看到任何變化的，但它可能已經(jīng)發(fā)生了實質(zhì)性的變化，使房子變得更耐久了。”馬丁·米爾頓說，“就像1967年用原子的特性修訂秒定義一樣——盡管在修訂之初人們并不知道它可以用在哪里。但現(xiàn)在，基于原子鐘的計時技術(shù)已成為互聯(lián)網(wǎng)、移動通信和衛(wèi)星導(dǎo)航等技術(shù)的基礎(chǔ)。新SI也是這樣，它將在未來對科學(xué)、技術(shù)、貿(mào)易、健康、環(huán)境以及更多領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。”
那么，此次SI的修訂，具體發(fā)生了哪些變化呢？那就是，千克（kg）、安培（A）、開爾文（K）和摩爾（mol）將重新定義。這4個基本單位，千克將用普朗克常數(shù)（h）定義；安培將用電子電荷（e）定義；開爾文將用玻爾茲曼常數(shù)（k）定義；摩爾將用阿伏伽德羅常數(shù)（NA）定義。
實物原器退出歷史舞臺
隨著SI修訂的生效，世界上最重要的一塊鉑銥合金圓柱體——國際千克原器（IPK）將成為千克定義的歷史。這件為世界科技服役近130年的實物原器，將繼續(xù)完美保存，為新定義的相關(guān)研究和國際比對發(fā)揮“余熱”。
據(jù)中國計量院從事質(zhì)量新定義研究的李正坤研究員介紹，“用基本物理常數(shù)普朗克常數(shù)h重新定義千克后，質(zhì)量基本單位更加穩(wěn)定，量值傳遞更加可靠，我們不必再考慮IPK質(zhì)量是否發(fā)生變化，更不必?fù)?dān)心IPK丟失、損壞可能給全球質(zhì)量量值統(tǒng)一帶來的毀滅性災(zāi)難。”。
“基于新定義的千克可以在極大、極小值的全范圍內(nèi)，保持相同的不確定度。”國際計量委員會副主席、單位制咨詢委主席約阿希姆·烏爾里希表示，“這對于科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用而言都非常重要。”
中國對國際單位制修訂的貢獻(xiàn)
早在20世紀(jì)中葉，隨著量子技術(shù)的發(fā)展，人類對各種物理量的測量準(zhǔn)確度得到了極大的提高，時間、長度的SI單位先后經(jīng)歷了修訂。2005年，國際計量委員起草了關(guān)于采用基本物理常數(shù)重新定義部分SI基本單位的框架草案，建議采用普朗克常數(shù)定義千克等，并鼓勵有能力的國家級實驗室開展相關(guān)研究工作。
中國計量科學(xué)研究院作為我國的國家計量院，始終緊跟國際計量科學(xué)前沿，并在SI基本單位復(fù)現(xiàn)新理論、新方法等方面持續(xù)開展研究。截至目前，中國計量院已在玻爾茲曼常數(shù)、普朗克常數(shù)和阿佛加德羅常數(shù)等物理常數(shù)測量以及量子基準(zhǔn)的建立方面取得了系列突破。特別是該院利用聲學(xué)法和噪聲法兩種方法測得的玻爾茲曼常數(shù)，為SI溫度基本單位開爾文的修訂做出了重要貢獻(xiàn)。
另據(jù)國際計量局官方聲明顯示，國際計量局將在千克重新定義后繼續(xù)開展關(guān)于千克復(fù)現(xiàn)基準(zhǔn)方法的國際比對，并得出千克的國際“共識值”，各成員國應(yīng)據(jù)此開展量值傳遞。據(jù)悉，中國計量院已獨立建立了基于新定義的千克復(fù)現(xiàn)裝置，其不確定度將達(dá)到與“共識值”相當(dāng)?shù)乃剑员Ｕ衔磥砦覈|(zhì)量量值與國際等效一致。
市場監(jiān)管總局有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，中國計量界將緊緊抓住這次國際計量變革的重大機遇，加強面向國家戰(zhàn)略需求的計量基礎(chǔ)研究、前沿性研究，制定量子化時代的中國計量發(fā)展戰(zhàn)略，加快構(gòu)建國家現(xiàn)代先進(jìn)測量體系，為建設(shè)制造強國、質(zhì)量強國提供強有力的支撐和保障，更好地發(fā)揮計量對提升國家核心競爭力的重要作用。
