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大K主君退位记
陈轶男
日前,国际计量委员会(CIMP)的科学家们宣布,他们终于确立了“千克(kg)”这一基本单位.物理常数普朗克常量将接替现用的千克标准——国际千克原器“大K”(LeCrand K),它将对千克进行定义.
这么说来,千克要变了？
大部分人不曾听过国际千克原器,实际上它无处不在.在菜市场称蔬菜瓜果,为大型汽车轮船测定载重,或是为太阳系外的行星估算质量……这个世界上,对任何物体的质量测定都要追溯到这个39毫米高、底面直径也为39毫米的金属圆柱体上.
1889年,在法国巴黎召开的第一届国际计量大会(CCPM)将国际单位制中度量质量的基本单位“千克”定义为“等于国际千克原器的质量”,这个“身高等于腰围”的圆胖子还得了个昵称：大K.
从那以后,大K就成为钦定的质量界主君,住进位于巴黎郊区国际计量局(BIPM)复古豪宅的地下储藏室.
它由9:1的铂铱合金制成,具有极强的抗氧化性和抗化学腐蚀性.圆柱体的形状也使它的表面积尽量减少,从而较大程度降低附着污染物的影响.
与大K一母同胞的还有几十个复制品.其中6个复制品与它保存在同一个地下室,其余的则到世界各地,成为不同国家的原器或质量基准.在中国,60号和64号两颗大K复制品驻扎在计量科学研究院昌平实验基地.它们每隔20年都要回到巴黎述职,与复制品进行对比,接受数月的严格检查,以确定稳定性.
正是通过这个辛劳又严密的工作系统,大K不必御驾亲临,就可以把整个世界的称重系统掌握在手中.126年来,大K主君的生活只是日复一日地在地下“宅”着,对工作人员来说,大K“什么变化都没有”就是它最大的作为了.
就在大K就任质量主君100年后,科学家们发现,比起复制品的平均质量,大K的体重减少了近50微克.
科学家甚至不能确定究竟是大K的质量变轻了还是复制品变重了.
科学家发现大K表面附着数十微克碳基及汞污染物.碳可能来源于汽车尾气,汞污染物则来自实验室内偶尔打破的水银温度计和水银气压计.
50微克,大约是一粒沙子的十分之一,这样的变化对称体重、买菜和寄快递的人们来说,影响可以忽略不计.但对于从事精密科学研究的人而言,1千克单位标准的改变,将会给工作带来烦.
科学家们不想为大K的安全担惊受怕,更不愿将整个世界的质量系统拴在并不靠谱的它身上.1999年起,国际计量大会就开始要求各国计量科学院通过实验把质量单位和基本物理常数联系起来,以便重新定义千克.
2011年,国际计量委员会正式同意从普朗克常数的角度表达千克.不久前,国际计量委员会探讨了一组草案,在2018年国际计量大会上,安培、摩尔、开尔文和千克都有望被重新定义.
至于大K的命运,“我们会保留着它.”国际计量局质量工作组前负责人理查德·戴维斯说,“只是它不会再定义任何事情.”
（余娟选自《中国青年报》）
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