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大K卸任？科学界更新千克定义
11 月16 日,在法国巴黎召开的第26 届国际计量大会上,经包括中国在内的53 个成员国集体表决,全票通过了关于“修订国际单位制（SI）”的1号决议.根据决议,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”等4 个SI 基本单位的定义将由常数定义,于2019 年5 月20 日世界计量日正式生效.
加之此前对时间单位“秒”、长度单位“米”和发光强度单位“坎德拉”的重新定义,至此,国际计量单位制的7 个基本单位全部实现由常数定义.
据介绍,作为国际通用测量语言的SI 国际单位制,几乎是世界上所有国家的法定单位制.这次国际单位制的成功变革,实现了国际测量体系有史以来第一次全部建立在定义常数之上,将保证SI 长期稳定性和环宇通用性,也将开启任意时刻、任意地点、任意主体根据定义复现单位量值的大门.
以千克为例,一个多世纪以来,国际基准质量单位都是由“国际千克原器”——一块高尔夫球大小的铂铱合金圆柱体来定义,这块外号唤作“大K”的圆柱体随“国际米制”而诞生.科学家在18 世纪末决定创建国际通用的计量单位体系,首先确定采用法国科学院在法国大革命后制定的长度单位“米”,即经过巴黎的地球子午线全长四千万分之一为“1 米”；随后依据米的定义,规定1 立方分米纯水在4 摄氏度时的质量为“1 千克”.
1889 年第一届国际计量大会决定,把一个直径和高度同为39 毫米的铂铱合金圆柱体质量作为国际单位“千克”基准.各国用“大K”复制品校正质量标准,而作为原器“真身”的“大K”保存在巴黎西郊“布勒特伊宫”地下储藏室,以三层钟形玻璃罩真空密封.打开储藏室的三把钥匙由三名不同国籍高层人士分别保管,取出原器时需要三人同时开锁.
为防范污染,“大K”每过40 年取出一次,接受清洗和检查,迄今“面世”4 次.尽管小心翼翼,每一次检查都发现“大K”质量细微变化,如因为受空气污染而“增重”,或因氧化而“减重”,更新定义的建议因而提上日程.
2019 年5 月20 日,“ 国际千克原器”将正式退役,取代它的将是符号为h 的普朗克常数,今后关于千克的误差将更加可以“忽略不计”,千克的量值复现将更加方便精确.
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